/
Текст
Высокопроизводительная
обработка металлов
резанием
8АМ0У1К
Соготап!
УДК 621.002
Рецензент: к.т.н., доцент МГТУ им. Баумана Виноградов Д. В.
Высокопроизводительная обработка металлов резанием.
М.: Издательство «Полиграфия», 2003. - 301 с.:ил.
IЗВ^ 5-89479-027-1
В книге изложены основные положения теории резания. Дан обзор
современных конструкций металлорежущего инструмента с меха-
ническим креплением режущих пластин. Информация структу-
рирована по областям применения: точение, фрезерование и
сверление. Приведен общий подход к выбору инструмента и
параметров режима резания для различных видов обработки.
Рассмотрена обработка резанием типовых деталей в машиностроении.
Книга будет полезна в качестве учебного пособия для студентов
технических вузов.
15ВМ 5-89479-027-1
© АВ ЗапсМк Соготап!
© ОАО «САНДВИК-МКТС»
СОДЕРЖАНИЕ
Введение ............................... 6
Основные понятия .......................10
Стружкообразование .................... 22
Скорость резания и
стойкость инструмента ..................28
Износ инструмента......................34
Выбор инструмента
для токарной обработки.................48
Система обозначения
токарного инструмета...................66
Резьбонарезание ...................... 76
Отрезка и обработка канавок............86
Черновое точение
стальных шестерен .....................96
Точение и сверление фланцев
из нержавеющей стали.............104
Точение и расточка втулки из чугуна ..110
Точение поковок ......................114
Отрезка прутков и труб
из стали и нержавеющей стали..........118
Контурная обработка валов ............124
Изготовление деталей типа втулки
из цельной заготовки..................130
Точение вала напаиваеным инструментом
или инструментом с СМП................134
Фрезерование ........................ 160
Выбор фрезерного инструмента..........178
Система обозначения
фрезерного инструмента ...............186
Черновое торцевое фрезерование .......194
Чистовое торцевое фрезерование........198
Чистовая обработка
нежестких заготовок ..................202
Черновое фрезерование
прерывистых поверхностей..............206
Фрезерование прямоугольных уступов....210
Фрезерование двух пазов..............214
Обработка канавок концевыми фрезами ... 218
Фрезерование полостей ...............220
Сверление .......................... 242
Сверление корпусных деталей .........252
Инструментальные материалы ..........278
Техническое обслуживание инструмента ... 290
Примеры обработки
Точение.........................................138
Фрезерование....................................224
Сверление.......................................258
Условные обозначения...............................300
Данная книга предназначена показать
пути лучшего использования произ-
водственного времени и ресурсов и
повышения эффективности меха-
нообработки. В разделах книги
доказывается, что повысить эффек-
тивность обработки не так уж и трудно.
“Высокопроизводительная обработка
металлов резанием” дает начальные
представления о процессе резания и о
том, как правильно применять режу-
щий инструмент. Принцип каталога
СогоКеу - просто выбрать, легко
работать - позволяет быстро найти
наиболее эффективный режущий
инструмент.
Предлагаемый нами подход позволит
Вам выбрать инструмент для конкрет-
ных операций точения, фрезерования и
сверления, Однако, этот инструмент в
значительной мере будет универсаль-
ным. Инструмент сгруппирован по
типам обрабатываемых материалов,
для которых приведены параметры
режима резания, рекомендуемые как
первный выбор. Эта информация
постоянно обновляется и дополняется,
чтобы всегда гарантировать заказчику
выбор самых эффективных средств
обработки металлов. С помощью этого
подхода Вы сможете оценить эффек-
тивность вашей работы и увидеть
возможности для дальнейшего повы-
шения производительности.
Экономия времени - основной
путь повышения эффективности
обработки
Обработка металлов резанием явля-
ется составляющей частью процесса
производства большинства деталей.
Как и другие технологические процес-
сы, она должна быть конкуренто-
способной. Независимо от того, идет ли
речь об обработке отдельных сложных
деталей на небольшом предприятии
или о массовом производстве простых
валов, получение прибыли или убыт-
ков зависит от экономической эффек-
тивности процесса обработки.
Одним из путей достижения эффектив-
ности процесса обработки является
рациональное сочетание капитальных
затрат и других дополнительных рас-
ходов, поскольку в ряде случаев заго-
товка и вспомогателные материалы
тоже достаточно дороги. Хотя минимум
себестоимости и максимум производи-
тельности не совпадают, ниже мы
покажем, что главный путь достижения
эффективности - наиболее полное
использование машинного времени, т. е.
работа с наибольшей производитель-
ностью, когда выпуск деталей в еди-
ницу времени максимален.
Простая возможность повышения
производительности
В металлообработке можно увидеть,
что любые изменения в технологии как
существенные, так и незначительные,
приводят к ощутимым изменениям
стоимости изготовления деталей.
Новый станок с ЧПУ многократно уве-
личивает выпуск продукции, техноло-
гические возможности и скорость обра-
ботки. Но затраты на него только тогда
имеют смысл, когда приведут к такому
совершенствованию производства, что
в последующие годы не только оку-
пятся, а начнут приносить прибыль.
►
8АМРУ1К
Соготап!
Процесс обработки металлов резанием
может быть существенно усовершенст-
вован и более доступным путем, чем
покупка нового оборудования - за счет
рационального применения правильно
выбранного высокопроизводительного
инструмента.
Развитие процесса металлообработки
идет быстрыми темпами. Методы, при-
меняемые при точении, фрезеровании и
сверлении десять и даже пять лет назад,
сейчас в большинстве своем устарели.
Современный инструмент настолько
отличается по своим возможностям от
применяемого пять лет назад, что если
оснастить два одинаковых станка
современным и старым инструментом,
то станок с новым инструментом за
один рабочий день обработает
несоизмеримо большее количество
деталей.
Правильный выбор инструмента или
даже просто сменных многогранных
пластин (СМП) обеспечит обработку
большего количества деталей за одно и
то же время. Не использовать преи-
мущества этого пути и не вкладывать
средства в современное инструмен-
тальное оснащение существующего
оборудования - значит не использовать
в полной мере возможность сделать
производство более доходным и
конкурентоспособным.
Влияние режущего инструмента на
эффективность производства
Правильно выбранный инструмент
позволяет быстрее окупить затраты на
новое оборудование, значительно повы-
сить производительность старого обо-
рудования и сделать работу операторов
более продуктивной. Применение
современного инструмента эффек-
тивно как на новом, так и на старом
оборудовании.
В современной металлообработке
себестоимость производства детали
складывается из нескольких частей.
Одна из них - стоимость режущего
инструмента. Расчеты показывают, что
затраты на инструмент составляют
всего несколько процентов от общего
объема затрат. Инструмент стоит
практически одинаково по всему миру,
тогда как стоимость работы оператора
сильно отличается в различных стра-
нах. Но даже если стоимость труда
относительно низкая, а оборудование
старое и давно себя окупило, не
использовать возможности для повы-
шения его производительности - это
все равно, что игнорировать собствен-
ную прибыль.
Хотя стоимость режущего инструмента
составляет несколько процентов от
полной себестоимости производства
изделия, инструмент существенно
влияет на:
• процесс резания
• время наладки
• количество необходимых операций
• время изготовления детали
• количество инструмента на складе
Процесс снятия стружки
Сущность процесса резания - удаление
материала заготовки инструментом,
который имеет режущее лезвие и
твердость выше твердости обрабаты-
ваемого материала.
Совокупность различных свойств обра-
батываемого материала, характери-
зующих способность материала под-
вергаться обработке резанием, назы-
вается обрабатываемостью.
Обрабатываемость металлов резанием
различна и зависит от их свойств:
твердости, прочности, вязкости и т.п.
Обрабатываемый материал
В значительной степени выбор режу-
щего инстумента зависит от обрабаты-
ваемого материала.
Использование одного и того же инст-
румента при обработке разных мате-
риалов может привести к снижению
его работоспособности и надежности.
Все многообразие металлов, исполь-
зуемых в машиностроении, можно
разделить на три большие группы, как
это и сделано Международной орга-
низацией по стандартизации (180).
Эти группы условно названы: Р - стали,
М - нержавеющие стали и К - чугуны.
Инструмент, предназначенный для ре-
зания этих трех основных групп метал-
лов, может с успехом обрабатывать
также алюминий, латунь, бронзу, титан
и другие материалы.
- Р включает сталь, стальное литье,
ковкий чугун, образующий сливную
стружку.
- М включает нержавеющие стали с
аустенитной, ферритной и мартенсит-
ной структурой, жаропрочные и тита-
новые сплавы.
- К включает чугуны, закаленные
стали, ковкий чугун, образующий эле-
ментную стружку, цветные металлы и
пластмассы.
180
р Синий 1 10 20 30 40 50 Сталь - стальное литье - ковкий чугун
м Желтый 10 20 30 40 Нержавеющая сталь - аустенитная - ферритная - мартенситная
К Красный 1 10 20 30 Чугун - серый - с шаровидным графитом
Особенности стружкообразования
различных материалов
Существует три основных типа стружки.
Сливная стружка представляет собой
сплошную ленту с гладкой прирез-
цовой стороной. На внешней стороне
стружки можно видеть слабые пило-
образные зазубрины. Образуется при
резании пластичных металлов.
Стружка скалывания представляет
собой ленту с гладкой прирезцовой сто-
роной, на внешней стороне стружки -
ярко выраженные зазубрины. Обра-
зуется при резании металлов средней
твердости.
8АКРУ1К
Соготап!
Стружка элементная состоит из
отдельных, не связанных между собой
элементов. Образуется при резании
хрупких металлов.
Материалы группы Р образуют при
резании сливную стружку, которая
непрерывно сходит, как это наблю-
дается у большинство сталей. Стружка
легко ломается при резании средне и
высокоуглеродистых сталей, а при
обработке низкоуглеродистых вязких
сталей стружка ломается с большим
трудом. Колебания усилий резания и
потребляемой мощности незначи-
тельны.
Материалы группы М образуют при
резании стружку скалывания, процесс
схода которой прерывается, что при-
водит к значительным колебаниям
усилий резания и мощности. Для мате-
риалов этой группы стружколомание в
значителной степени зависит от
степени легирования и термообра-
ботки.
Материалы группы К образуют при
резании элементную стружку, размеры
которой варьируются от крупиц до
небольших сегментов. При обработке
этих металлов затраты мощности
низкие.
Удельная сила резания
Кроме стружкообразования, материалы
в этих трех группах отличаются по вели-
чине силы резания (Е), которая необхо-
дима для снятия стружки определенного
сечения при заданных условиях и
используется для определения потреб-
ной мощности.
Удельная сила резания (кс) выражается
в Н/мм2 и является постоянной величи-
ной для каждого обрабатываемого
материала. Величина удельной силы
резания для материалов различных
групп в соответствии с классификацией
180 может находиться в следующих
пределах:
• 1700-2500 для материалов группы Р
• 2000-3200 для материалов группы М
• 1000-1500 для материалов группы К
Положительный и отрицательный
передний угол
Передний угол - это угол между
плоскостью, касательной к передней
поверхности режущего инструмента и
горизонтальной плоскостью, проходя-
щей через ось обрабатываемой детали.
Этот угол может быть как положи-
тельным, так и отрицательным. Разли-
чия в процессе резания с положитель-
ными и отрицательными передними
углами довольно существенны и сопо-
ставимы с различиями при обработке
острым и затупленным инструментом.
Боковые поверхности неперетачивае-
мых режущих пластин без задних углов
перпендикулярны опорной поверхнос-
ти, а у пластин с задними углами могут
быть наклонены к ней. Однако, плас-
тины без задних углов могут иметь
такую форму передней поверхности,
которая будет обеспечивать положи-
тельный передний угол. При этом
уменьшается площадь контакта между
стружкой и передней поверхностью
пластины, усилия резания, деформация
стружки, количество выделяемого
тепла, износ инструмента и необхо-
димая мощность. Пластины, в зави-
симости от наличия у них переднего и
задних углов, могут располагаться в
корпусе державки или параллельно
опорной поверхности корпуса, или
наклонно.
При фрезеровании существует допол-
нительный осевой передний угол -
угол между режущей кромкой и плос-
костью, проходящей через режущую
вершину и ось фрезы. Поэтому при
фрезеровании возможны случаи, когда
оба передних угла положительны, оба
отрицательны и когда один угол -
положительный, а другой - отрица-
телный.
Образование тепла при обработке
металла резанием
При обработке резанием большая
часть энергии, затрачиваемой на снятие
припуска, превращается в тепло. Часто
температура на передней поверхности
инструмента в зоне контакта со струж-
кой превышает 1000 С°. Тепловыделе-
ние происходит в результате сдвига и
деформации стружки, а также трения
по передней и задней поверхностям. В
идеальном случае большая часть тепла
должна удаляться со стружкой, а мень-
шая идти на нагревание обрабатывае-
мой детали и режущей пластины.
На современном уровне металлообра-
ботки проблема теплоотвода не может
быть решена только подводом СОЖ в
зону резания, а требуется применение
таких режущих инструментов, которые
обеспечат отвод тепла со стружкой.
Температура в зоне резания настолько
высока, что происходит испарение
охлаждающей жидкости. Это отри-
цательно сказывается на стойкости
инструмента, особенно при фрезерова-
нии, когда процесс обработки пре-
рывистый. Значительные колебания
температуры на режущей кромке
приведут к образованию термических
трещин.
Работа без охлаждения предпочти-
тельнее, поскольку современные инст-
рументальные материалы сохраняют
высокую твердость даже при высоких
температурах.
Отвод тепла
Вся работа, производимая при
резании, трансформируется в
тепловую энергию. Хорошее удале-
ние стружки в процессе резания
означает одновременно и хороший
отвод тепла из зоны резания и
обрабатываемой детали.
Чем больше тепла удаляется со
стружкой, тем лучше. Наилучший
вариант, когда отводится 80% обра-
зующегося тепла. Стружка синего,
коричневого или радужного цвета
говорит от том, что процесс реза-
ния идет с хорошим отводом тепла.
Обильного охлаждения требуют
операции расточки, сверления и
отрезки, когда затруднено удале-
ние стружки или когда при обра-
ботке производится измерение
обрабатываемых поверхностей.
8А1ЧРУ1К
Соготап!
Стружкообразование
При обработке металла резанием
необходимо не только получить деталь
определенной формы, размера и тре-
буемого качества обработанной по-
верхности, но и обеспечить образо-
вание короткой, легко устранимой
стружки. Это особенно важно при
высоких режимах обработки, когда в
единицу времени образуется большой
объем стружки и необходимо обес-
печить безостановочную работу обо-
рудования и безопасность оператора.
Резание металлов является во многом
наукой отделения стружки от заго-
товки, причем стружка должна быть
требуемой формы и размера. Эффек-
тивный процесс резания гарантирует
безопасность операции, беспрепятст-
венное удаление стружки из зоны
резания, качество обработанной де-
тали, стойкость инструмента, отсутст-
вие непредусмотренных остановок про-
цесса обработки.
Форма современных неперетачивае-
мых твердосплавных пластин - продукт
многолетней работы, направленной на
достижение рационального стружко-
образования и стружколомания, кото-
рые не мешали бы автоматическому
циклу работы станка.
Известны четыре основных вида
стружколомания:
1. Стружка ломается в процессе реза-
ния, благодаря правильно выбранным
для данного обрабатываемого мате-
риала геометрии инструмента и пара-
метрам режима резания.
2. Стружка ломается от соприкоснове-
ния с задней поверхностью режущей
пластины или корпуса резца. Такой
метод, хотя и приемлем в ряде случаев,
может привести к поломке режущей
пластины.
3. Стружка ломается при контакте с
обрабатываемой деталью, что может
привести к увеличению шероховатости
обрабатываемой поверхности и чаще
всего неприемлемо.
4. Стружка ломается о специальный
стружколом, прикрепленный на режу-
щий инструмент или станок.
При удовлетворительном процессе
стружкообразования стружка имеет
форму недлинных спиралей или запя-
тых. Каждая режущая пластина имеет
область стружкодробления, определяе-
мая сочетанием подач и глубин реза-
ния, при которых поперечное сечение
стружки обеспечивает ее ломание в
процессе резания. Обычная форма
стружки при чистовых режимах -
плоская спираль (А), при получистовых
режимах - винтовая спираль (В), при
черновых режимах - полукольцо (С).
Факторы, влияющие на
форму стружки:
ар: глубина резания -
припуск, снимаемый
инструментом
/п: подача -
смещение инструмента
вдоль оси заготовки за
один оборот
кг: главный угол в плане -
угол, который определяет
положение режущей кромки
относительно заготовки
8АКРУ1К
СоготапТ
Главный угол в плане
Главный угол в плане влияет на процесс
стружкообразования. Обычно он изме-
няется от 45 до 90 градусов, иногда
несколько больше, в зависимости от
формы используемой неперетачивае-
мой пластины и типа резца.
При точении и фрезеровании главный
угол в плане всегда задается между
проекцией главной режущей кромки на
основную плоскость и направлением
подачи инструмента. Он играет важную
роль, определяя не только стружко-
образование, но и направление дейст-
вия сил, возникающих в процессе реза-
ния, толщину стружки и эффективную
длину режущей кромки. Он также
определяет контакт режущей кромки с
заготовкой при входе и выходе ее из
процесса резания.
Технологические возможности инст-
румента, возможность резания одним и
тем же инструментом в разных направ-
лениях и форма используемой при этом
режущей пластины также зависят от
главного угла в плане.
При фрезеровании главный угол в
плане зависит от типа фрезы.
При точении выбор главного угла в
плане определяется необходимостью
обеспечить максимальную прочность
режущей кромки пластины.
Врезание может происходить самым
разным образом и это следует учиты-
вать при выборе инструмента и его
применении.
Наиболее распространенные операции
токарной обработки на станках с ЧПУ
могут безопасно выполняться при
больших значениях главного угла в
плане на инструменте, способном
работать как при подаче вдоль оси,
так и при радиальной подаче.
Главный угол в плане и
нагрузка на режущую
кромку
Поперечное сечение снимаемой
стружки в значительной мере опре-
деляется главным углом в плане,
который влияет также на распреде-
ление нагрузки на режущую кромку.
При определенной глубине резания
толщина стружки существенно изме-
няется с изменеием главного угла в
плане от 45° до 90°. Чем меньше угол
в плане, тем тоньше стружка
при большей длине эффективной
режущей кромки. С увеличением
угла в плане, толщина стружки уве-
личивается, а эффективная длина
режущей кромки уменьшается,
соответственно, будет изменяться и
нагрузка на режущую кромку. При
черновой обработке наиболее благо-
приятен небольшой угол в плане,
который обеспечивает плавный вход
и выход режущей кромки, а также
распределение общей нагрузки
между радиальной и осевой состав-
ляющими силы резания. При боль-
шом угле в плане основная нагрузка
направлена вдоль оси, что особенно
благоприятно для расточных опе-
раций.
ЕГ!!1М11.;и" и, ......... ....................................................................... .......
Угол и радиус при вершине
Угол при вершине режущих паластин
может варьироваться от пластин с
углом при вершине 35° до круглых
пластин. Между этими крайними
случаями расположены ромбические,
треугольные и квадратные пластины с
углами при вершине 55, 60, 80 и 90
градусов. Такое разнообразие позво-
ляет выполнять обработку от грубой
черновой до финишной и профильной.
Пластины с большими углами при вер-
шине, как правило, используются для
тяжелой обработки. Наряду с высокой
прочностью вершины, эти пластины
позволяют вовлекать в работу боль-
шую часть режущей кромки. Однако
это может привести к возникновению
вибраций и увеличению потребляемой
мощности. Пластины с небольшими
углами при вершине лучше исполь-
зовать для обработки деталей сложной
формы, но следует помнить, что проч-
ность режущей кромки таких пластин
меньше.
Большое значение при выборе инстру-
мента для точения имеет радиус при
вершине. Существует стандартный ряд
значений радиуса при вершине: от
0,2 мм до 2,4 мм.
При черновом точении радиус следует
выбирать как можно больше, если его
использование не вызывает вибрации.
Величина подачи зависит от радиуса
при вершине и наоборот. Чем больше
радиус при вершине, тем прочнее
режущая кромка, что обеспечивает
обработку с большими подачами.
Малый радиус при вершине пред-
определяет ослабленную режущую
кромку, но способную выполнять более
качественную обработку поверхности.
При чистовой обработке радиус при
вершине пластины часто является
единственным местом контакта плас-
тины и детали. И хотя главный угол в
плане пластины может достигать 90°,
фактически он (при соизмеримости
глубины резания и радиуса) колеблется
от достаточно маленького до макси-
мального, иногда достигающего 90°.
При чистовом точении чистота обра-
ботанной поверхности зависит от
соотношения радиуса при вершине и
подачи. Скорость резания, стойкость
инструмента, стружкообразование, виб-
рации тоже влияют на чистоту обра-
ботки. Теоретическая максимальная
высота микронеровностей рассчи-
тывается по приближенной формуле и
используется для сравнения с требова-
ниями, предъявляемыми к шерохова-
тости поверхности для данной опе-
рации, и для первого выбора подачи.
Подача при чистовой
обработке
Например, если требуется высота
микронеровностей не более
1,6 мкм, а радиус при вершине
пластины 0,8 мм, то обработку
следует вести с подачей 0,1 мм/об.
Эта величина хорошо согласуется
с рекомендациями каталога
СогоКеудля первоначального
выбора.
Стружка как показатель обработки
Область применения неперетачивае-
мой пластины в значительной
мере определяется областью
стружкодробления. В про-
цессе точения при непрерыв-
ном стружкообразовании на-
дежное формирование и уда-
ление стружки чрезвычайно
важны. При свер-
лении важней-
шим фактором
также является
удаление
стружки из обра-
батываемого отверстия.
При фрезеровании процесс резания
прерывистый и стружка, соответствен-
но, разделяется на части.
Главная же проблема при фрезерова-
нии - удаление стружки из пазов
корпуса фрезы.
Основными факторами, влияющими на
форму стружки, являются глубина
резания и подача. Глубина резания
влияет на ширину стружки а, следова-
тельно, и на ее форму. Удовле-
творительной считается стружка в виде
коротких спиралей и запятых. Важную
роль в процессе стружкообразовании
играют главный угол в плане и радиус
при вершине пластины.
При разной глубине резания (ар) одна и
та же режущая пластина будет обра-
зовывать и ломать стружку разными
способами.
Глубина резания и эффективная
длина режущей кромки
Глубина резания и главный угол в плане
опеределяют эффективную длину ре-
жущей кромки (1а). При главном угле в
плане 90° эффективная длина режущей
кромки равна глубине резания. Если
уменьшить главный угол в плане, то
при той же глубине резания эффек-
тивная длина режущей кромки будет
больше. Для каждой операции выбор
размера пластины и, соответственно,
длины режущей кромки производится,
исходя из максимальной глубины реза-
ния, с учетом главного угла в плане. За
редким исключением, рекомендуется,
чтобы эффективная длина режущей
кромки составляла половину длины
режущей кромки, а обработка с боль-
шей глубиной резания возможна
только в течение короткого периода
времени.
Если допустимая эффективная длина
режущей кромки меньше, чем тре-
буется, исходя из глубины резания, то
следует выбрать пластину большего
размера или увеличить число проходов.
8АМ0Х/1К
Соготап!
Подача и стружкодробление
Величина подачи (Гп) инструмента при
точении равна расстоянию, на которое
перемещается режущая кромка вдоль
оси детали за один ее оборот. Эта вели-
чина в сочетании с глубиной резания
определяет толщину и форму снимае-
мой стружки. При черновом точении
следует выбирать наибольшую подачу,
которая, однако, не должна превышать
рекомендуемую величину для плас-
тины данного размера и геометрии.
Величина подачи обычно выбирается
равной половине радиуса при вершине
пластины.
При чистовой токарной обработке
величина подачи и радиус при вершине
пластины определяют величину микро-
неровностей обработанной поверх-
ности, как это было уже показано
выше.
Для каждой пластиы существует
область удовлетворительного стружко-
образования, определяемая сочетанием
глубин резания и подач, ограниченная
на графике замкнутой кривой. При
работе на подачах вне этой области
приемлимые формы стружки не обес-
печиваются, т. к. здесь могут образо-
ваться длинные или сложноломаю-
щиеся толстые стружки. Длинные
неломающиеся стружки затрудняют
обработку, а очень короткие застре-
вают между задней поверхностью
резца и обрабатываемой поверх-
ностью, ускоряя износ инструмента.
Приемлемые стружки в форме запятых
и спиралей образуются стружколомаю-
щей областью пластины
Размер пластины
Для обеспечения эффективности опера-
ции важно правильно выбрать размер
пластины. Это особенно важно при
черновой обработке.
По максимальной глубине резания (ар)
определяют необходимую эффективную
длину режущей кромки (1а), исходя из
величины главного угла в плане (кг).
Это можно сделать по приведенной
В зависимости от формы пластины
может быть определена длина
режущей кромки пластины (I) по
величине эффективной длины режу-
щей кромки (1а) и соотношению между
ними, приведенному в следующей
таблице. Из таблицы видно, что эти
соотношения различны для пластин
разной формы.
8А1Ч0У1К
Соготап*
Геометрия передней поверхности
пластины
Геометрией передней поверхности
пластины определяются углы резания,
формирование и дробление стружки
как при работе только радиусом, так и
прямолинейным участком, а также
прочность режущей кромки. Как уже
отмечалось ранее, для каждой плас-
тины существует область удовлетвори-
тельного стружкообразования.
Геометрия РЕ для чистовых режимов
обеспечивает стружколомание при
небольших глубинах резания и малых
значениях подач. Геометрия РК для
черновой обработки обеспечивает
стружколомание при значительных
подачах и глубинах резания. Универ-
сальная геометрия РМ обеспечивает
удовлетворительное формирование
стружки в широком диапазоне подач.
Величины углов, фасок, радиусов для
всех указанных геометрий различны.
Для чистовых операций особенно
важна форма передней поверхности
непосредственно у режущей вершины,
а для черновых операций в формиро-
вании стружки участвует большая
часть всей поверхности пластины.
В каталоге СогоКеу даются рекомен-
дации по применению пластин раз-
личной геометрии в виде диаграмм
стружколомания. Следует учитывать,
что при продольном точении и под-
резке торцев, когда глубина резания и
подача постоянны, каждый переход
характеризуется одной точкой на
диаграмме, а при копировальной и
профильной обработке, когда глубины
и подачи постоянно меняются, - это
будет совокупность точек или линия.
При выборе геометрии следует прини-
мать во внимание такие особенности
операции как прерывистое резание,
склонность к вибрациям, а также
мощность станка.
Радиус при вершине и
подача при черновом
точении
• Наибольшей прочностью обла-
дают пластины с большим значе-
нием радиуса при вершине.
• При возникновении вибрации
следует перейти на пластину с
меньшим радиусом при вершине.
Общее правило - оптимальная
подача составляет приблизительно
половину радиуса при вершине.
Самые распространенные величи-
ны радиусов при вершине пластин
для чернового точения 1,2-1,6 мм.
Чем больше радиус, тем большую
величину подачи можно выбрать.
В таблице даны значения подач для
различных радиусов при вершине
пластины, которые не рекомен-
дуется превышать. Наибольшее
значение подачи следует выбирать
для односторонних пластин с углом
при вершине не менее 60°, при
главном угле в плане меньше, чем
90° и при резании материалов с
хорошей обрабатываемостью.
Ге 0.4 0.8 12 1.6 2.4
/п 0.12-0.25 0.25-0.5 0.36-0.7 0.5-1.0 0.7-1.6
8А№71К
Соготап!
Частота вращения шпинделя и
скорость резания
“Скорость” - ключевое слово в
металлообработке. Оно употребляется,
когда говорят об обработке деталей,
переналадке оборудования, перемеще-
нии револьверной головки, холостых
ходах станка, замене инструмента.
Здесь мы рассмотрим:
- частоту вращения шпинделя (п)
- скорость резания (ус)
Частота вращения шпинделя отно-
сится к характеристике оборудования и
всегда указывается в паспорте станка в
об/мин. Это скорость, с которой вра-
щается шпиндель вместе с патроном и
заготовкой. В современных станках с
ЧПУ частота вращения шпинделя
может изменяться во время операции.
Скорость резания - это наибольшая
скорость перемещения режущей кром-
ки относительно заготовки.
При токарной обработке скорость
резания и частота вращения шпинделя
прямо соотносятся через диаметр обра-
батываемой поверхности (В). Формула
приведена ниже.
Когда вращается инструмент, а заго-
товка остается неподвижной, то ситуа-
ция не меняется, единственным отли-
чием является то, что инструмент вра-
щается с частотой вращения шпинделя.
Изменение обрабатываемого
диаметра
При точении, когда частота вращения
шпинделя постоянна, скорость резания
зависит от величины диаметра обраба-
тываемой поверхности. Чем больше
диаметр обрабатываемой поверхности,
тем больше скорость резания.
Например, при обработке двух диа-
метров 50 и 80 мм (см. рис. ниже) при
частоте вращения шпинделя 2000
об/мин, скорости резания будут,
соответственно, равны 314 и 502 м/мин.
Чтобы скорость резания при обработке
диаметра 80 мм была бы также равна
314 м/мин, частоту вращения шпинделя
следует уменьшить до 1250 об/мин.
На современных станках с ЧПУ при
подрезке торцевой поверхности, когда
диаметр обработки с каждым оборотом
шпинделя уменьшается, для того,
чтобы сохранить постоянную скорость
резания предусмотрена возможность
соответственного изменения частоты
вращения шпинделя.
Скорость резания - один из основных
параметров режима резания. В ката-
логе СогоКеу даются рекомендации по
скорости резания в зависимости от глу-
бины резания и подачи для различных
групп обрабатываемых материалов.
Приводятся значения для первого
выбора и диапазон значений для
каждой геометрии пластины и марки
твердого сплава, исходя из стойкости
режущей кромки, равной 15 мин.
Таблица
частот вращения шпинделя
Диаметр (мм) 30 Скорость резания
40 (м/мин)
50 100 150 200
12 795 1060 1326 2652 3979 5305
16 597 795 995 1989 2984 3978
20 477 637 796 1591 2387 3183
25 382 509 637 1273 1910 2546
32 298 398 497 994 1492 1989
40 239 318 398 795 1194 1591
50 191 255 318 636 955 1272
63 151 202 253 505 758 1010
80 119 159 199 397 597 795
100 95 127 159 318 477 636
125 76 109 124 255 382 509
160 60 80 99 198 298 397
175 55 71 91 182 273 363
200 48 64 80 160 239 318
Диаметр (мм) 300 Скорость резания
400 (м/мин)
500 600 700
12 7957 10610 13262
16 5968 7957 9947 11936 П
20 4774 6366 7957 9549 11140
25 3819 5092 6366 7639 8912
32 2984 3978 4973 5968 6963
40 2387 3183 3978 4774 5570
50 1909 2546 3183 3819 4456
63 1515 2021 2526 3031 3536
80 1193 1591 1989 2387 2785
100 952 1273 1591 1909 2228
125 794 1018 1237 1527 1782
160 596 795 994 1193 1392
175 544 727 909 1091 1273
200 476 636 795 954 1114
8АМ0Х/1К
Соготап!
Стойкость инструмента
Под стойкостью (Т) режущего инстру-
мента понимается время его работы до
достижения определенной величины
износа (УВ). Чаще всего инструментом
можно работать и дальше, но при
постоянном наблюдении за его состоя-
нием, поскольку возможны непредви-
денные сколы, разрушение или ухуд-
шение чистоты обработки.
Оптимальная скорость резания в совре-
менном производстве всегда предпо-
лагает компромисс между наибольшей
производительностью и надежностью,
а также между производительностью и
стойкостью инструмента.
Увеличение производительности (ско-
рости резания) приводит к снижению
стойкости и увеличению расходов на
инструмент. Снижение скорости реза-
ния увеличивает стойкость и умень-
шает затраты на инструмент. Так
уменьшение скорости с 314 до
220 м/мин ведет к увеличению
стойкости до 60 минут.
Коэффициенты, корректирующие ско-
рость резания в зависимости от необ-
ходимой стойкости, даны в таблице на
стр. 33. Для увеличения стойкости с 15
до 25 мин, коэффициент уменьшения
скорости резания по таблице равен
0,88.
Твердость
Твердость обрабатываемого материала
является одним из основных факторов,
влияющих на стойкость инструмента. В
большинстве случаев, при увеличении
твердости стойкость уменьшается и
наоборот, при снижении твердости -
увеличивается. Твердость НВ180, как и
стойкость 15 мин, принята как базовая
для рекомендаций каталога СогоКеу.
Для того, чтобы при изменении твер-
дости обрабатываемого материала
сохранить стойкость инструмента в
15 мин, необходимо скорректировать
рекомендуемое табличное значение
скорости резания (ус) в соответствии с
коэффициентом коррекции (см. таб-
лицу на стр. 33).
Например, если твердость обрабаты-
ваемого материала (сталь) НВ240, то
этот коэффициент равен 0,77. Скорость
резания определяется путем умноже-
ния ее табличного значения на этот
коэффициент.
ЗАМ РVIК
Соготап!
Материал режущего инструмента
Для различных марок твердых сплавов
рекомендуются разные параметры
режима резания, причем больше всего
на стойкость инструмента влияет
скорость резания.
Для сравнения различных марок твер-
дых сплавов используется система 180,
которая дает возможность сравнить
как инструментальные материалы, так
и области их применения. Для обраба-
тываемых материалов группы Р
область применения твердых сплавов
начинается с самой легкой чистовой
расточки (зона 01) и кончается тяже-
лыми черновыми операциями (зона 40).
Зона 25 предполагает наиболее рас-
пространенные операции общего на-
значения со средними режимами реза-
ния. Соответственно, требования к
инструментальному материалу для этих
зон различны: для работы в зоне 01
требуется инструментальный материал
с высокой износостойкостью на высо-
ких скоростях резания, а для работы в
зоне 40 - материал с высокой проч-
ностью при значительных нагрузках на
режущую кромку.
Три области применения по 180
(18015, 18025, 18035) для всех трех
групп обрабатываемых материалов
практически охватывают все воз-
можные случаи применения твердых
сплавов.
Твердые сплавы для области приме-
нения 18015 работают на высоких ско-
ростях резания, основное требование к
ним - высокая износостойкость.
Хорошие
условия
Авердые сплавы для области 18025
должны обладать в равной мере как
износостойкостью, так и прочностью.
Для области 18035 самым важным
свойством твердых сплавов является
прочность, обеспечивающая надежную
работу при больших съемах обраба-
тываемого материала.
Марка твердого сплава в сочетании с
соответствующей подобранной геомет-
рией передней поверхности (Р- для
чистовой обработки, М - для уни-
версальных промежуточных условий
обработки, К - для черновой обработ-
ки) позволяет оптимизировать обра-
ботку при различных требованиях,
предъявляемых к операции. Марка
твердого сплава обеспечивает стой-
кость инструмента, а геометрия - удов-
летворительное формирование струж-
ки при различных сочетаниях глубин
резания и подач.
180 СМС Уменьшение твердости Увеличение твердости ►
НВ -60 -40 -20 0 +20 +40 +60 +80
Р 02.1 180 1,44 1,25 1,11 1,0 0,91 0,84 0,77 0,72
М 05.21 180 1,42 1,24 1,11 1,0 0,91 0,84 0,78 0,73
К 08.2 260 1,21 1,13 1,06 1,0 0,95 0,90 0,86 0,82
Выбор скорости резания
Основные факторы, которые необ-
ходимо учитывать при выборе ско-
рости резания для различных типов
операций с учетом геометрии плас-
тины и марки твердого сплава:
•тип и твердость обрабатывае-
мого материала
• желаемый характер стружки на
протяжении всего пути резания
• глубина резания и подача
• жесткость технологической
системы СПИД (станок-приспо-
собление-инструмент-деталь).
В каталоге СогоКеу все условия
обработки разделены на три вида:
Хорошие - высокие скорости,
непрерывное резание, предвари-
тельно обработанные заготовки,
высокая жесткость системы СПИД,
высокая износостойкость твердого
сплава.
Нормальные - умерен-
ные скорости, контур-
ное точение, поковки и
отливки, достаточно
жесткая система СПИД,
хорошая прочность и
достаточно высокая из-
носостойкость твердого
Стойкость (мин) 10 15 20 25 30 45 60
Коэффициент 1,11 1,0 0,93 0,88 0,84 0,75 0,70
сплава.
Тяжелые - невысокие
скорости, прерывистое ре-
зание, толстая корка на литье
или поковках, нежесткая
система СПИД, высокая прочность
твердого сплава.
|8АМ0У1К|
СогоМапА
Оптимальная
стойкость
Стойкость режущего
инструмента опреде-
ляется износом режу-
щей кромки.
Стойкость - это время
достижения допустимой
величины износа режу-
щего инструмента (пластины).
Работоспособность пластины оцени-
вается количеством деталей, обрабо-
танных за время стойкости. Время
стойкости при современных условиях
обработки стали составляет 15-20
минут.
При обработке некоторых других
материалов, например, труднообраба-
тываемых нержавеющих сталей, стой-
кость может быть и ниже.
При обработке резанием особенно
важно добиться оптимального сочета-
ния производительности обработки и
стойкости инструмента. Недостаточная
стойкость инструмента вызывает уве-
личенные простои оборудования при
замене инструмента, что приводит к
снижению производительности. Если
выбран слишком щадящий режим
резания, то стойкость инструмента
возрастет, но время обработки детали
увеличится, а это означает снижение
эффективности использования обору-
дования и общей производительности.
Для обеспечения эффективности
обработки необходимо правильно
выбрать инструмент и параметры
режима резания.
Что является причиной изнаши-
вания режущего инструмента?
ри резании металл постоянно
контактирует с передней и задней
поверхностями режущего лезвия при
высоком давлении и температуре. В
результате в зоне резания форми-
руются идеальные условия для разру-
шения поверхностей режущего лезвия
за счет самых разных по физической
природе процессов взаимодействия
материала заготовки с материалом
пластины. Марка твердого сплава плас-
тины и параметры режима резания
должны быть подобраны таким обра-
зом, чтобы эти процессы протекали как
можно менее интенсивно. Это -
принципиальный момент для успеш-
ного применения инструмента.
Механизмы изнашивания
инструмента
Существует 5 основных механизмов
изнашивания инструмента:
• Абразивное изнашивание - это
наиболее распространенный механизм
изнашивания для большинства опера-
ций обработки металлов резанием.
Такой механизм имеет место при тре-
нии двух поверхностей друг о друга.
Твердые частицы - карбиды, содержа-
щиеся в большинстве обрабатываемых
материалов, действуют на материал
инструмента как при шлифовании
абразивным кругом. Чем выше
твердость режущего материала, тем
выше его сопротивление абразивному
изнашиванию.
* Диффузионное изнашивание - это
химический процесс взаимодействия
между режущим и обрабатываемым
материалами в зоне резания при высо-
8АИРУ1К
СоготапГ
кой температуре и давлении. Интен-
сивность диффузионного изнашивания
определяется химическими свойствами
взаимодействующих материалов, при
этом твердость практически значения
не имеет. Способность материала
инструмента оставаться при высоких
температурах химически инертным к
материалу заготовки будет определять
интенсивность процесса изнашивания в
зоне контакта стружки с передней
поверхностью инструмента, обычно
приводящих к образованию лунки.
• Окислительное (химическое) изна-
шивание также является результатом
воздействия высоких температур и
давления, но, в отличие от диффузион-
ного процесса, этот процесс нуждается
в доступе воздуха. Обычно он проис-
ходит там, где режущая кромка только
начинает контактировать с внешней
частью снимаемого припуска, а в эту
зону воздух, как правило, имеет
свободный доступ. Как и при диф-
фузионном изнашивании, существуют
материалы, склонные к этому виду
разрушения в большей или меньшей
степени. Окислительное изнашивание
обычно приводит к образованию
глубокой выемки на той части режу-
щей кромки, которая контактирует с
внешней частью снимаемого материала
заготовки.
• Усталостное изнашивание наблю-
дается, если режущий материал нс
выдерживает колебаний температуры
совместно с изменениями нагрузки, что
приводит к образованию трещин и
разрушению режущей кромки. Неко-
торые инструментальные материалы
более подвержены такому изнашива-
нию, чем другие. Неправильное приме-
нение охлаждения, особенно во время
фрезерования, когда режущая кромка
то нагревается, находясь в зоне реза-
ния, то охлаждается вне ее, приводит к
повышеннию усталостного изнаши-
вания.
• Адгезионное изнашивание обычно
имеет место при относительно низких
температурах. Чаще всего его причи-
ной становится слишком низкая ско-
рость резания. При этом, недостаточно
разогретый материал заготовки, вмес-
то того, чтобы скользить по поверхнос-
ти инструмента, как это происходит при
высоких температурах, прилипает и
приваривается к режущей кромке.
Образуется нарост на режущей кромке,
изменяющий ее геометрию. Он создает
дополнительное трение и ухудшает
процесс резания. Такое изнашивание
часто наблюдается на инструменте,
используемом на устаревшем оборудо-
вании с недостаточной частотой вра-
щения шпинделя. Нарост увеличивает-
ся до тех пор, пока не начинает сры-
ваться проходящей стружкой вместе с
частью приваренного материала перед-
ней поверхности пластины или даже с
частью режущей кромки. Некоторые
режущие инструменты очень подвер-
жены такому типу изнашивания.
Например, при обработке низкоуглеро-
дистых сталей, нержавеющих сталей и
алюминия. При увеличении скорости
резания этот тип изнашивания часто
уменьшается или полностью исчезает.
Изнашивание и скорость
резания
Механизмы изнашивания тесно
связаны со скоростью резания,
но разные виды изнашивания
зависят от нее по-разному
На диаграмме показаны
различные тенденции развития
изнашивания пластин из твердого
сплава.
\Л/ - величина износа
\/с - скорость резания
1 - абразивное изнашивание
2 - диффузионное изнашивание
3 - окислительное изнашивание
4 - адгезионное изнашивание
8А1Ч0\/1К
Соготап!
Оптимизация соотношения
стойкости и производительности
Износ инструмента - это разрушение
режущего лезвия в результате действия
различных механизмов изнашивания.
Износ твердосплавной пластины
можно увидеть достаточно четко при
определенном увеличении. Наблюдая
за износом в процессе обработки и зная
механизмы изнашивания, можно опти-
мизировать процесс за счет выбора
необходимой геометрии передней
поверхности пластины, марки твердого
сплава и параметров режима резания.
Обычно это делается на основе накоп-
ленного опыта по наблюдениям за
ходом изнашивания, изучение изношен-
ных пластин и знания каким из меха-
низмов изнашивания наблюдаемый
износ вызывается.
Таким путем можно добиться благо-
приятного течения изнашивания и
оптимизировать процесс точения, фре-
зерования и сверления.
Оптимизация обработки заключается в
нахождении рационального соотноше-
ния между производительностью и
стойкостью инструмента. Уменьшение
величины износа любого вида инстру-
мента до минимума и значительное
повышение стойкости будут беспо-
лезны, если не учитывать произво-
дительность, которая является основ-
ным показателем современного техно-
логического процесса.
Правильный выбор современного ре-
жущего инструмента, надежные исход-
ные данные по режимам обработки,
дополненные собственным опытом,
хорошее качество материала заго-
товки, квалифицированная помощь
поставщиков инструмента - необходи-
мые составляющие для оптимизации
износа инструмента и рационального
использования времени и ресурсов.
Износ режущих лезвий
Ниже приводятся основные проявления
износа инструмента:
• Износ по задней поверхности. Это
наиболее распространенный вид износа
и, как показывает название, его вели-
чина (УВ) измеряется по задней по-
верхности режущего лезвия. Основная
причина такого вида износа - это
абразивный механизм процесса изна-
шивания. Умеренный износ по задней
поверхности характеризует опти-
мальный процесс обработки. При
чистовой обработке при увеличении
износа по задней поверхности ухуд-
шается шероховатость обработанной
поверхности, возрастает трение, коли-
чество выделяемого тепла, поскольку
уменьшается задний угол. При черно-
вой обработке увеличенный износ по
задней поверхности, приводя к
изменению геометрии, может вызвать
вибрации, повышенное потребление
мощности и повышает вероятность
поломки режущей кромки.
При повышенном износе по задней
поверхности следует убедиться, что
скорость резания соответствует реко-
мендациям для применяемой марки
твердого сплава и типа операции. Чрез-
мерное увеличение износа по задней
поверхности может вызываться и
повышенной твердостью обрабаты-
ваемого материала, тогда следует
выбрать более износостойкую марку
твердого сплава.
• Лункообразование. Природа его воз-
никновения аналогична износу по
задней поверхности. Он образуется на
передней поверхности в зоне контакта
со сходящей стружкой. Механизмами
изнашивания, приводящими к образо-
8А1Ч0\/1К
Соготап!
ванию лунки (Кт) на передней поверх-
ности, являются, как правило, абра-
зивный и диффузионный. Стружка,
скользящая по передней поверхности
при высокой температуре и давлении,
захватывает и уносит частицы мате-
риала режущего инструмента. Лунко-
образование в умеренных пределах
считается нормальным для точения.
Интенсивное лункообразование может
привести к значительному изменению
геометрии, ослаблению режущей кром-
ки и опасности ее поломки.
Причиной ускоренного образования
лунки может быть, во-первых, слишком
высокая скорость резания, и в этом
случае необходима более износостой-
кая марка твердого сплава. Во-вторых,
возможно, что подача слишком велика,
что в сочетании с высокой скоростью
резания и чрезмерным выделением
тепла приводит к катастрофическому
лункообразованию. Для устранения
этого возможно использование геомет-
рии пластины с большими передними
углами.
• Пластическая деформация. В ряде
случаев высокая температура и давле-
ние могут привести к пластической
деформации материала инструмента,
когда вершина опускается и материал
режущей части деформируется либо в
направлении обработки, либо в направ-
лении задней поверхности. Это приво-
дит к увеличению трения и, соответ-
ственно, увеличению выделяемого
тепла, изменяется геометрия режущей
кромки, нарушается процесс формиро-
вания стружки, что создает критичес-
кую ситуацию для процесса резания.
При чистовой обработке пластическая
деформация приводит к ухудшению
шероховатости обрабатываемой по-
верхности и вызывается недостаточной
красностойкостью материала инстру-
мента.
Чтобы избежать пластической дефор-
мации, следует выбирать более проч-
ную и износостойкую марку твердого
сплава, снижать скорость резания и
подачу.
• Наростообразование. Низкие ско-
рости резания и относительно низкая
температура в зоне резания приводят к
налипанию и даже привариванию
частиц обрабатываемого материала к
режущему лезвию. Нарост изменяет
геометрию режущего лезвия, уменьшая
передний или задний угол пластины.
Низкие температуры в зоне резания в
сочетании со значительными нагруз-
ками вызывают у ряда материалов
склонность к наростообразованию, что
плохо сказывается на процессе резания.
Для того, чтобы уменьшить наросто-
образования у некоторых особо вязких
обрабатываемых материалов, прихо-
дится применять целый ряд мер,
поскольку при отрыве небольших
частей нароста откалываются и час-
тицы режущего материала, что приво-
дит к выкрашиванию режущей кромки.
Большинство современных техноло-
гических процессов идет на скоростях
резания выше тех, на которых обра-
зуется нарост. При образовании нарос-
та следует увеличить скорость резания,
применить пластины с положитель-
ными передними углами, которые пред-
подчтительнее пластин с отрицатель-
ными передними углами с точки зрения
наростообразования, изменить марку
твердого сплава для обеспечения мень-
шего коэффициента трения и химичес-
кого взаимодействия с обрабатывае-
мым материалом, что особенно важно
для чистовых операций.
• Термические трещины. Этот тип
износа связан с тепловой усталостью
материала инструмента и наступает
при резких колебаниях температуры.
Особенно часто износ такого типа
5АМРУ1К
Соготап!
наблюдается при фрезеровании. Тре-
щины возникают обычно перпендику-
лярные, но иногда и параллельные ре-
жущей кромке. Они могут привести к
выкрашиванию инструментального ма-
териала между ними, а затем к разру-
шению режущей кромки. При точении
термические трещины возникают при
больших колебаниях толщины снимае-
мой стружки.
Неправильное, недостаточное охлажде-
ние или просто его применение может
вызвать образование термических тре-
щин. Фрезерование лучше производить
без охлаждения. Во многих случаях не
рекомендуется пользоваться охлажде-
нием и при точении, поскольку при
использовании современных пластин
оно не повлияет на производитель-
ность. С другой стороны, при сверлении
или растачивании охлаждение необхо-
димо для удаления стружки из обраба-
тываемого отверстия. Для борьбы с
термическими трещинами рекомен-
дуется применять более прочную марку
твердого сплава, расположенную ниже
по области применения согласно клас-
сификации 180.
• Выкрашивания. Когда происходят
даже незначительные выкрашивания,
повреждается вся режущая кромка,
т. к. вместо постепенного изнашивания
начинается процесс последовательного
ее разрушения. Обычно это объясняет-
ся усталостью, когда прочность режу-
щей кромки недостаточна для условий
данной операции. К тому же эффекту
часто приводит и прерывистое резание,
когда прилагаемая к режущей кромке
нагрузка постоянно изменяется. Для
устранения выкрашиваний следует
изменить геометрию и марку твердого
сплава пластины для повышения проч-
ности режущей кромки.
В ряде случаев на чистовых операциях
причиной выкрашиваний становятся
высокая прочность или твердые вклю-
чения в обрабатываемом материале.
Чтобы избежать выкрашиваний в этом
случае возможно использовать износо-
стойкую марку сплава для чистовой
обработки, которая, наряду с черновой
геометрией, обеспечивает упрочнен-
ную режущую кромку. Иногда приме-
нение более прочного сплава устраняет
выкрашивания.
Еще один способ - повысить скорость
резания. Можно также изменить метод
врезания или увеличить число прохо-
дов. Кроме всего, положительный
эффект можно получить и от увеличе-
ния жесткости системы, что полезно во
всех случаях.
• Поломка пластины. Это экстремаль-
ное явление, которого ни в коем случае
допускать не следует. Оно происходит,
когда абсолютно неправильно выбра-
ны и инструмент, и режимы обработки.
Поломка режущей пластины может
привести к тому, что могут быть
сломаны опорная пластина, корпус,
обрабатываемая деталь и даже станок.
Поломка пластины может произойти в
результате превышения допустимого
значения одного из видов износа или
была неправильно выбрана стойкость.
После произошедшей поломки необ-
ходимо детально проанализировать
выполнение операции. Нужно про-
верить правильность назначения пара-
метров режима резания и выбора
8АМРУ1К
Соготап!
инструмента - подобраны ли они
исходя из условий выполняемой опера-
ции. Иногда на черновых операциях для
решения проблемы следует применить
одностороннюю пластину вместо дву-
сторонней. Как уже отмечалось, всегда
следует проверить жесткость системы
“станок-приспособление-инструмент -
деталь’.’
Показатели износа инструмента
Каковы признаки того, что режущая
кромка изнашивается тем или иным
способом? Регулярные осмотры с по-
мощью увеличительного стекла -
важный способ изучения развития и
вида износа, дающие основание для
изменения одного или нескольких
параметров операции.
1. Износ по задней поверхности сле-
дует измерять через определенные про-
межутки времени, в которые пластина
реально участвовала в процессе реза-
ния, пока износ не достигнет допусти-
мой величины.
2. Другим показателем износа инстру-
мента является увеличение потребляе-
мой мощности. Поэтому надо внима-
тельно следить за показаниями прибо-
ра, измеряющего мощность.
3, 4. На чистовых операциях лимити-
рующими факторами являются шеро-
ховатость и точность обработанной
поверхности. Выход размеров за поле
допуска или ухудшение чистоты обра-
ботки свидетельствуют об износе
режущего инструмента.
5. Образование заусенцев, особенно
при обработке нержавеющей стали,
говорит о затуплении режущей кромки.
Чрезмерный износ по задней поверх-
ности, нарост, пластическая деформа-
ция могут привести к затуплению
режущей кромки и, соответственно,
образованию заусенцев при обработке.
6. Усиление нагрева говорит об износе
инструмента, в результате которого
трение возрастает и выделяется
большее количество тепла.
7. Выкрашивания и поломки инстру-
мента могут быть замечены и без лупы.
Они говорят о серьезных проблемах
при резании, требуют анализа всех
8АМРУ1К
Соготап!
технологических параметров операции
и, в первую очередь, жесткости. Вибра-
ции могут послужить причиной пло-
хого качества обработки, а также
поломки пластины. Возникновение
вибраций может быть вызвано целым
рядом причин, поэтому устранить их
бывает довольно сложно.
10. Повышенный уровень шума слу-
жит верным признаком того, что есть
какие-то нарушения в процессе обра-
ботки. Часто причиной шума являются
вибрации, вызванные износом инстру-
мента. Опытный оператор по звуку
может определить, как идет процесс
резания и не затупился ли инструмент.
8,9. Цвета побежалости, неудовле-
творительное формирование стружки
являются следствием чрезмерного
износа, в результате чего нарушается
процесс распределения тепла между
деталью, инструментом и
стружкой, а также процесс
стружкодробления.
11. Следы вибраций на обработанной
поверхности, наряду с ухудшением
чистоты обработки, свидетельствуют
об износе инструмента.
12. Стойкость инструмента опреде-
ляется периодом, в течение которого
инструмент способен выполнять свои
функции с достаточной надежностью
при обработке деталей, удовлетворяю-
щих предъявляемым требованиям.
Вопрос предварительной оценки гаран-
тированной стойкости инструмента
особенно важен при обработке на
станках с ЧПХтак как плановая замена
инструмента в соответствии с гаран-
тированной стойкостью позволит
уменьшить вмешательство оператора в
процесс обработки или даже запро-
граммировать прекращение обработки
при достижении предельного износа.
Чрезмерный износ
инструмента
При чрезмерном износе возможна
поломка режущей пластины, опор-
ной пластины, корпуса, обрабаты-
ваемой детали и даже элемента
станка. Однако, самым неприятным
последствием катастрофического
износа являются частые непред-
виденные простои оборудования
для замены инструмента в случае
его поломки, а в результате -
снижение производительности.
Правильно выбранный и приме-
няемый инструмент позволяет
достичь высокой производитель-
ности, использовать все потен-
циальные ресурсы и сделать
любую операцию экономически
эффективной. Высокая произво-
дительность гарантируется с высо-
кой степенью надежности.
8АМРУ1К
Соготап!
Факторы, определяющие выбор инструмента
Определяющими факторами при выборе инструмента и оптимизации операций
точения являются: конструкция детали и материал заготовки, вид обработки, тип
операции, жесткость системы “станок-приспособление-инструмент-деталь” и
мощность оборудования.
Более подробно эти факторы рассмотрены ниже:
1. Форма детали и требования по
точности и чистоте обработки опреде-
ляют траекторию движения инстру-
мента и последовательность переходов
при выполнении различных операций.
Точность и требуемая шероховатость
обработанной поверхности влияют на
выбор геометрии режущей пластины,
величины подачи и скорости резания.
2. Тип выполняемой операции: черно-
вое, получистовое или чистовое точе-
ние, нарезание резьбы, обработка кана-
вок, отрезка и т.п. Тип выполняемой
операции влияет на выбор режущей
пластины, резца, параметров режима
резания, обеспечивающих требования,
предъявляемые к обработке.
3. Наружная обработка и расточка
отверствий - операции, которые
выполняются различными пластинами
и резцами. Револьверные головки
токарного станка имеют ограниченное
количество позиций для размещения
инструмента и при большом числе
выполняемых переходов возникает не-
обходимость в подборе такого инстру-
мента, который был бы способен
выполнять более чем один переход.
4. Жесткость системы и условия
обработки - основные факторы, опре-
деляющие производительность опера-
ции и выбор инструмента. При преры-
вистом резании повышенные требова-
ния предъявляются к геометрии плас-
тины, марки твердого сплава и закреп-
лению режущей пластины на корпусе
державки. Если наблюдается склон-
ность к вибрациям, то большое вни-
мание следует уделять размеру и
вылету инструмента, а также жест-
кости закрепления как инструмента,
так и заготовки.
8АМРУ1К
Соготап!
5. Станки в значительной степени отли-
чаются по конструкции, размерам,
мощности и технологическим возмож-
ностям. Многие токарные станки
имеют небольшую мощность и могут
производить только определенные
виды обработки, используя опреде-
ленный тип инструмента. Необходимо
знать способ закрепления инструмента,
посадочные размеры и количество
позиций револьверной головки.
6. Материал заготовки: углеродистая и
легированная сталь (Р), нержавеющая
сталь (М) и чугун (К) представляют
основные группы обрабатываемых
материалов по 180. При обработке они
образуют, соответственно, сливную
стружку, стружку скалывания или эле-
ментную стружку, что является важным
фактором, который надо учитывать
для правильного выбора инструмента.
Рекомендации СогоКеу по выбору
режущих пластин и параметров режима
резания, а также корректирующие
коэффициенты в зависимости от твер-
дости обрабатываемого материала и
условий обработки приводятся именно
для этих групп применения.
7. Экономическая эффективность и
производительность - важнейшие фак-
торы при выборе инструмента. Доля
расходов на инструмент в общей себе-
стоимости обработки составляет всего
несколько процентов, однако влияние
инструмента на производительность,
надежность, простои оборудования, ка-
чество обработки значительно больше
и от выбора инструмента, в основном,
зависят эти показатели. На них влияют
также размер партии и повторяемость
обработки изделий.
8. Номенклатура инструмента, которая
уже применяется в производстве влияет
на выбор нового инструмента, т.к.
обычно ее стараются не увеличивать.
Широкая номенклатура стандартного
инструмента и возможность изготовле-
ния специальных конструкций в значи-
тельной степени влияют на уровень
оптимизации операции. Унификация
инструмента влияет на эффективность
капиталовложений.
5АМРу1К|
Последовательность выбора
Выбор инструмента должен проходить в следующей последовательности:
1. Крепление режущей пластины на
корпусе державки может осуществ-
ляться рычагом за отверстие - система
крепления Р или винтом, входящим в
отверстие пластины - система
крепления 8.
3. Форма пластины выбирается в соот-
ветствии с типом державки и траек-
торией перемещения инструмента при
выполнении операции.
4. Геометрия пластины выбирается в
соответствии с типом операции и пла-
нируемыми параметрами режима обра-
ботки.
2. Тип и размер державки выбирается с
учетом системы крепления пластины и
в соответствии с планируемой опера-
цией.
5. Марка сплава пластины выбирается
в соответствии с материалом заготовки
и условиями обработки.
6. Размер пластины - длина режущей
кромки должна соответствовать глу-
бине резания и обеспечивать достаточ-
ную надежность работы.
7. Радиус при вершине пластины -
обеспечение прочности режущей кром-
ки при черновой обработке и чистоты
поверхности при чистовой обработке.
Возможность изменения
порядка выбора
Некоторые пункты приведенной
последовательности выбора инст-
румента могут быть изменены в
соответствии с конкретной ситуа-
цией. Очень часто заранее уже
известны размер и способ креп-
ления режущей пластины. Но
важно иметь в виду общую после-
довательность выбора для того,
чтобы представлять процесс в
целом.
8. Параметры режима резания
определение скоростей, подач и глубин
резания для оптимизации каждого
отдельного прохода.
5АЦРУ1К
Соготап!
Выбор инструмента - поэтапное
описание
1 . Способ крепления пластины.
Системы крепления пластин на держав-
ках были созданы для обеспечения
надежности работы и стабильности
положения вершины режущего лезвия
при выполнении различных токарных
операций. Наиболее распространенный
способ крепления пластин без задних
углов - рычагом, который переме-
щается при помощи винта, - система Р.
Рычаг поджимает режущую пластину
к базовым поверхностям гнезда при
закреплении и выдвигает ее из гнезда
при раскреплении. Существуют различ-
ные модификации этого способа - в
том числе, крепление клином.
Другой широко применяемый способ -
крепление винтом через отверстие
пластин с задними углами - система 8.
Этот способ применяется для держа-
вок небольших размеров для наруж-
ного точения при выполнении ненагру-
женных операцией и для расточных
оправок и борштанг.
Выбор системы крепления зависит от
того, используются ли пластины с зад-
ними углами или без задних углов, от
типа операции, от размеров державки и
заготовки, от параметров режима
резания для чернового, получиствого
или чистового точения.
Типы пластин
Заготовка и размер инструмента
8АМ0У1К
СоготапТ
2 и 3. Типоразмер державки и форма
пластины.
Выбор державки и пластины зависит,
главным образом, от профиля обраба-
тываемой поверхности, типа техноло-
гического оборудования (станок с ЧПУ
или без), и определяется главным и
вспомогательным углами в плане. В
зависимости от выбранной ранее
системы крепления, принимая во
внимание возможные направления
подачи инструмента, можно сделать
выбор необходимого типа державки и
формы пластины.
Для обеспечения жесткости следует
выбирать державку наибольшего из
возможных сечения и пластину с
наибольшим углом при вершине для
обеспечения наибольшей надежности.
В первую очередь следует попытаться
использовать уже имеющийся на скла-
де инструмент, а при выборе нового
стараться не увеличивать номенкла-
туру
8АМ0Х/1К
СоготапГ
4 и 5. Геометрия пластины и марка
твердого сплава.
Геметрия передней поверхности плас-
тин и марки твердых сплавов создава-
лись для эффективного выполнения
различных операций. Согласно прин-
ципу каталога СогоКеу выбор пласти-
ны зависит от группы обрабатывае-
мого материала (Р, М и К), типа
операции (чистовая, получистовая и
черновая) и условий обработки
(хорошие, нормальные и тяжелые).
Дополнительно необходимо знать,
должна ли быть пластина с задними
углами или без задних углов, двусто-
ронней или односторонней. В некото-
рых случаях за счет правильного выбо-
ра геометрии пластины можно повы-
сить точность и чистоту обработки,
избавиться от заусенцев. При правиль-
ном выборе режущей пластины можно
гарантировать определенную стой-
кость и выполнение операции без
непредвиденных остановок. Следует
учитывать уже применяемую номен-
клатуру инструмента, число позиций,
где используются пластины, мощность
оборудования. Современные режущие
пластины, хотя и являются более спе-
циализированными, но на практике
нередко позволяют уменьшить номен-
клатуру пластин на складе, поскольку
пригодны для выполнения большего
числа операций в пределах своей
области применения.
Материал
Условия
8АИРУ1К
Соготап!
6. Размер пластины.
Размер пластины зависит от размера
посадочного гнезда державки. Если
размер инструмента, главный угол в
плане и форма пластины заданы, то
фактически размер пластины уже
определен. Но если выбор размера
пластины поставлен на первое место и
определяет выбор державки, то
сначала определяется максимальная
глубина резания, а затем по величине
главного угла в плане - необходимая
эффективная длина режущей кромки.
После чего, с учетом коэффициента,
определяемого главным углом в плане
(см. таблицу на стр. 61), выбирают
размер пластины.
При черновой обработке, когда реза-
ние прерывистое и наблюдается тен-
денция к вибрациям, следует обращать
внимание на условия входа и выхода
инструмента из заготовки, чтобы
избежать нежелательных ударов по
режущей кромке и дополнительного
давления на заготовку при выходе,
приводящего к выкрашиваниям режу-
щей кромки. При обработке торцев
требования к режущей кромке значи-
тельно увеличиваются, поскольку глу-
бина резания одномоментно сущест-
венно возрастает. В этом случае надо
выбирать пластину большего размера,
менять направление и уменьшать
подачу, чтобы избежать значительных
увеличений усилий резания.
Параметры, определяющие выбор формы пластины ос (6) 90 80 80 & 60 /о\ 55 \о\ 35 42
Черновая обработка (прочность) • • • о о
Получистовая обработка (кол-во кромок) О) • • • •
Чистовая обработка (кол-во кромок) О О) • • •
Точение и подрезка (направление подачи) • о о • •
Контурная обработка о о о • •
Универсальность о • о о • О)
Ограниченная мощность станка о о • • •
Вибрации о • • •
Обработка твердых материалов • •
Прерывистая обработка • • о о о
Большой главный угол в плане • • • • •
Небольшой главный угол в плане • • •
Первый выбор О Возможный вариант
кг & “О 2 3 4 5 6 7 8 9 10 15
1а
90 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 15
75 1.5 2.1 3.1 4.1 5.2 6.2 7.3 8.3 9.3 11 16
60 1.2 2.3 3.5 4.7 5.8 7 8.2 9.3 11 12 18
45 1.4 2.9 4.3 5.7 7.1 8.5 10 12 13 15 22
8А1Ч0У1К
Соготап!
7. Радиус при вершине пластины.
Величина радиуса при вершине пласти-
ны очень важна при черновой обработ-
ке с точки зрения прочности режущей
кромки, а при чистовой обработке -
с точки зрения получения требуемой
шероховатости поверхности. В обоих
случаях радиус при вершине тесно
связан с величиной подачи, поэтому
выбирать его надо, учитывая подачу.
Большой радиус при вершине делает
режущую кромку более прочной, но
при этом требуется большая мощность
станка и возрастает опасность вибра-
ций. Обрабатываемый материал и
условия обрабтки также влияют на
выбор радиуса при вершине пластины.
При растачивании меньший радиус при
вершине уменьшает вибрации и позво-
ляет работать с большими вылетами
инструмента.
При черновой обработке следует выби-
рать пластину с максимально возмож-
ным радиусом при вершине. Чем
больше радиус при вершине, тем выше
прочность и стойкость пластины, что
позволяет вести обработку с большими
величинами подач. И все же, в боль-
шинстве случаев, величина подачи не
должна превышать половины значения
радиуса при вершине.
При чистовом точении чистота обрабо-
танной поверхности зависит от соотно-
шения радиуса при вершине и подачи
(см. стр. 21).
Черновая обработка
8АМРУ1К
СоготагИ
8. Параметры режима резания.
В заключение, необходимо выбрать
или рассчитать параметры режима
резания для подобранного инстру-
мента. В каталоге СогоКеу представ-
лены начальные значения и рекомен-
дуемые диапазоны параметров режима
резания для всех групп обрабаты-
ваемых материалов. Чтобы определить
параметры режима резания, нужно
учитывать несколько основных усло-
вий. На стойкость инструмента практи-
чески не влияет глубина резания,
только частично - величина подачи, в
то время, как скорость резания влияет
на стойкость в значительной степени.
Соотношение параметров режима ре-
зания в значительной степени зависит
от типа выполняемой операции. Для
черновых операций мощность, жест-
кость системы станок-приспособление-
инструмент-заготовка и условия обра-
ботки являются основными фактора-
ми, влияющими на выбор параметров
режима резания.
Для чистовых операций критериями
выбора являются точность, шерохо-
ватость обработанной поверхности и
стружкообразование, которые зависят
от сочетания подачи, радиуса при
вершине пластины и скорости резания.
Скорость резания является основным
фактором, определяющим производи-
тельность при чистовой обработке.
При назначении параметров режима
резания должны учитываться следую-
щие факторы:
• стойкость инструмента
• обрабатываемый материал
• геометрия пластины и марка
твердого сплава
• возможности оборудования, т.е.
мощность, жесткость, частота
вращения шпинделя
• выделение тепла и склонность к
наростообразованию
• условия обработки: прерывистое
резание и вибрации
• стружкообразование и чистота
о
Стойкость инструмента
Твердость
Производительность
ограничивается:
• при черновой обработке -
потребляемой мощностью
• при чистовой обработке -
качеством обрабатываемой
поверхности
Оптимальная производительность
обеспечивается работой на боль-
ших глубинах резания и подачах
при умеренных скоростях резания.
При работе на станках небольшой
мощности следует уменьшить ско-
рость резания в соответствии с
возможностями станка.
На диаграммах показано влияние
глубины резания, подачи и скорос-
ти резания на стойкость инстру-
мента (Т).
ЗАИОМК
Соготап!
РС1 ,|\11 .32 25 Р12
Стандартизация обозначений
Международная Организация по
Стандартизации (180) установила
основные правила обозначения инстру-
мента для точения, также как и для
других областей металлообработки.
Если основные характеристики инстру-
мента будут обозначаться одинаково
всеми поставщиками инструмента, то
потребитель сможет легко ориентиро-
ваться при выборе продукции.
На упаковку, в которой поставляется
инструмент, а часто и на сам инстру-
мент, наносится обозначение, состоя-
щее из нескольких латинских букв и
цифр, которые располагаются в опре-
делнном порядке и содержат необходи-
мую для потребителя информацию.
Обозначение инструмента содержит
данные, по которым можно получить
представление о самом инструменте и
его применении.
Одно и то же обозначение марки-
руется на инструменте и используется
при его заказе. Знание системы обозна-
чения инструмента по 180 просто
необходимо для правильного выбора и
заказа инструмента.
В обозначении режущих пластин и
державок резцов существуют неко-
торые различия. Ниже приведены два
примера обозначения: широко
распространенной державки с меха-
ническим креплением и соответствую-
щей ей режущей твердосплавной
пластины для токарной обработки.
Обозначение державки -
РСЬМЬ 3225Р12.
Что это обозначение сообщает нам
об инструменте?
В каталоге СогоКеу эта державка нахо-
дится в разделе “Инструмент Т-МАХ Р
для наружной обработки’.’ На чертеже
показана конструкция державки и
обозначены основные размеры. В
таблице приведены обозначения и
размеры всех державок данного типа и
показана величина главного угла в
плане.
8АМРУ1К
СоготагП
Обозначение державки
1 . Первая буква обозначения опреде-
ляет способ закрепления режущей
пластины на корпусе державки.
Существуют: прижим сверху (С), при-
жим сверху и поджим за отверстие (М),
прижим рычагом за отверстие (Р),
крепление винтом (8). Буква Р озна-
чает, что пластина закрепляется рыча-
гом за отверстие. Если державка
является частью модульной инстру-
ментальной системы, то перед буквой Р
через тире ставится код, обозначаю-
щий типоразмер этой системы.
2 и 3. Вторая буква обозначает форму
пластины. Существует 8 различных
форм. Буква С в данном случае говорит
о том, что используется ромбическая
пластина с углом при вершине 80°.
Минимальный угол при вершине непе-
ретачиваемых пластин может быть
35°, что необходимо при профильной
обработке, максимальный угол у
круглых пластин. Ромбическая плас-
тина с углом 80° широко универсаль-
ная, достаточно прочная и часто приме-
няемая форма, которая может работать
в двух направлениях.
Третья буква кода Ь означает, что
главный угол в плане у державки 95°.
Существуе 18 различных типов дер-
жавок с главным углом в плане от 45 до
117 градусов. Возможные направления
рабочей подачи обычно указываются.
4 и 5. Четвертая буква определяет ве-
личину заднего угла пластины. Если
четвертая буква И, то это значит, что
пластина без задних углов и для
создания заднего угла ее необходимо
наклонить в корпусе державки (на угол
около 6°). Все пластины, закрепляемые
рычагом за отверстии (система креп-
ления Р), не имеют задних углов.
Существуют правые (В), левые (Ь) и
нейтральные (й) державки, что опреде-
ляется направлением рабочей подачи.
Нейтральные державки могут работать
в двух противоположых направлениях.
Обычно применяются правые дер-
жавки, однако часто в револьверных
головках используются левые дер-
жавки, что вызвано расположением
головки относительно линии центров
станка. На рисунке изображена левая
державка. В данном случае буква Ь
означает левое исполнение державки.
8АМРУ1К
Соготап!
6 и 7. Размер державки характеризует-
ся поперечным сечением хвостовика -
высотой (Ь) и шириной (Ь), которые,
соответственно, указываются в коде
державки. На рисунке показана дер-
жавка с хвостовиком высотой 32 мм и
шириной 25 мм. Такие резцы широко
применяются на револьверных станках
и на станках других типов. Для рез-
цовых головок модульной инструмен-
тальной системы в коде указывается
величина смещения режущей вершины
от оси головки (Г).
Ь:25тт И: 32тт
8 и 9. Длина державки (расстояние от
вершины режущего лезвия до конца
хвостовика) обозначается буквой.
Существуют стандартные длины рез-
цов в мм, которым присвоены буквы в
порядке латинского алфавита в соот-
ветствии с увеличением длины. Для
модульных резцовых головок под дли-
ной понимается расстояние в мм от
режущей кромки до базового торца
головки. Некоторые из указываемых
длин являются стандартными только
для данного поставщика. В данном
случае в обозначении стоит буква Р,
значит длина державки - 170 мм.
7
Длина режущей кромки (I) опреде-
ляется размером пластины и ее фор-
мой, которые, в свою очередь, связаны с
типоразмером державки. От длины
режущей кромки зависит величина
снимаемого припуска. Длина режущей
кромки указывается в мм и в нашем
случае составляет 12 мм для ромбичес-
кой пластины с углом при вершине 80°.
РС ЬМ13225 Р12
___I__I___I__
8АЫРУ1К
Соготап!
СНм|(3|12|04|12{РМ
Обозначение режущей пластины
Режущие неперетачиваемые пластины
обозначаются аналогично резцам.
Пластина С^МО 120412-РМ, которая
показана на рисунке закрепляется на
державке рычагом за отверстие - тип
крепления Рив каталоге СогоКеу для
нее указаны марки твердых сплавов и
режимы резания.
1 и 2. Первая буква обозначает форму
пластины. Ромбическая пластина с
углом при вершине 80° обозначается
буквой С.
Очень важным является наличие или
отсутствие заднего угла на пластине,
поскольку от этого зависит тип поса-
дочного гнезда под пластину. Величина
заднего угла указывается во второй
позиции обозначения. В нашем при-
мере буква И означает, что пластина не
имеет заднего угла и ее боковые
поверхности перпендикулярны опоре.
3 и 4. Следующая буква “говорит” о
точности пластины по толщине ($) и по
диаметру вписанной окружности (1С).
Каждая буква соответствует опреде-
ленному классу точности. В нашем
примере буква М означает, что плас-
тина размером 12 мм имеет допуск на
вписанный диаметр ±0,08 мм и ±0,13 мм
на толщину
Конструктивные особенности плас-
тины описываются следующей буквой.
Существует 7 различных стандартизи-
рованных вариантов конструкций.
Кроме того, стандарт предусматривает
обозначение пластин специального
исполнения. Конструктивно пластины
отличаются по форме передней по-
верхности (она может быть плоская
или со стружколомающей канавкой),
по наличию отверстия, по количеству
рабочих сторон (односторонние или
двусторонние). В нашем примере буква
С обозначает двустороннюю пластину
со стружколомающей канавкой.
8АМ0У1К
Соготап!
5. Цифры, стоящие на пятой позиции
обозначения, определяют размер режу-
щей кромки. В нашем примере 12 - это
длина режущей кромки ромбической
пластины с диаметром вписанной
окружности 12,7 мм и углом в плане 80°.
6. Следующие две цифры обозначают
толщину пластины ($). В нашем случае
04 означает, что толщина пластины
4,76 мм.
7. Радиус при вершине очень важен при
выборе пластины. Пластины выпус-
каются с несколькими величинами
радиуса при вершине. При выборе
радиуса, в первую очередь, прини-
маются во внимание прочность вер-
шины и необходимая шероховатость
обработанной поверхности. В каталоге
СогоКеу даются 4 величины радиуса
при вершине: 0,4 мм, 0,8 мм, 1,2 мм, 1,6
мм, которые, соответственно, обозна-
чаются как 04, 08, 12, 16. Число 12 в
нашем примере говорит о том, что
выбрана пластина с радиусом при
вершине 1,2 мм.
8. Последнее место в обозначении
отведено для описания геометрии плас-
тины. СогоКеу предлагает три основ-
ные модификации для трех групп обра-
батываемых материалов - Р, М и К.
Геометрия РМ, указанная в примере
обозначения, предназначена для обра-
ботки сталей группы Р обычной обра-
батываемости. Эта геометрия доста-
точно универсальна и обеспечивает
положительные передние углы для
пластин без задних углов, обеспечивает
надежное стружколомание при полу-
чистовой и получерновой обработке на
подачах от 0,15 до 0,5 мм/об и глубинах
резания от 0,5-5,5 мм.
Вместо обозначения геометрии можно
указать на этом же месте и другие
характеристики режущей кромки -
упрочняющие фаски, ленточки и т. п.
Например, буква Т говорит об отри-
цательной ленточке на режущей
кромке, далее указываются ширина
ленточки (0,10 мм) и отрицательный
угол (20°). Такие обозначения приме-
няются для пластин с плоской передней
поверхностью как твердосплавных, так
и керамических.
Для того, чтобы заказать инструмент, а
также проверить подходит ли пластина
к имеющейся державке и может ли она
обеспечить снятие припуска, необхо-
димо знать принципы обозначения по
180, которые описывались выше.
С1М|М|0|12|04,12|РМ
12 04
12
8АШУ1К
Соготап!
Неперетачиваемые пластины для
нарезания резьбы
Резьба — основной элемент многих
деталей. Резьбы небольших диаметров
обрабатываются метчиками и плашка-
ми, а при большем диаметре резьбы
обработку рекомендуется производить
точением или фрезерованием. В на-
стоящее время нарезание резьбы -
обычная операция для токарных
станков с ЧПУ и обрабатывающих
центров, которая выполняется непе-
ретачиваемыми сменными резьбовыми
пластинами с высокой производитель-
ностью и надежностью. Профили резь-
бовых пластин по форме соответ-
ствуют профилю резьбы, которую они
предназначены нарезать. Например,
метрическую, Ь1М, \УЬй\уог(Ь и т.д.
Величина подачи (Гп) является ключе-
вым фактором при нарезании резьбы,
т.к. она должна соответствовать шагу
резьбы (р - шаг метрической резьбы,
1р1 - шаг дюймовой резьбы). Исполь-
зование современных неперетачивае-
мых пластин, способных к работе на
высоких скоростях резания, подразу-
мевает высокие величины подач,
равные шагу нарезаемой резьбы.
Согласование шага резьбы и величины
подачи на оборот облегчается ходо-
выми винтами токарных станков при
ручном управлении или специальными
управляющими программами для
станков с ЧПУ
При нарезании резьбы пластина делает
определенное число врезаний (про-
ходов) вдоль нарезаемой поверхности
заготовки. Угол при вершине, самая
чувствительная часть режущей кромки,
при этом не перегружается, т.к. полная
глубина профиля резьбы делится на
несколько проходов. Так, если глубина
резания за один проход (1Г) равна 0,15
мм, а полная глубина резания (ар) на
весь профиль резьбы - 0,94 мм, то
метрическая резьба с шагом 1,5 мм
будет нарезана за 6 проходов (пр).
Рекомендуется уменьшать глубину
резания по мере углубления резца в
заготовку, поскольку при этом увели-
чивается эффективная длина режущей
кромки.
►
ЗАШУ1К
Соготап!
Способы врезания
Существует три способа врезания плас-
тины при нарезании резьбы, при этом
окончательно обработанный профиль
одинаков, но отличаются форма струж-
ки, износ инструмента и качество
резьбы.
Радиальное врезание (1) - наиболее
распространенный и самый простой
способ, при котором направление
подачи при врезании перпендикулярно
оси резьбы. Обеспечивает высокую
точность профиля и равномерный
износ пластины. Этот способ очень
хорош для нарезания мелких резьб и
при обработке закаленных материалов.
Не рекомендуется для резьб с крупным
шагом из-за формирования жесткой
У-образной стружки и повышенного
давления на вершину.
Модифицированное врезание (2) - это
способ, когда врезание происходит
вдоль прямой, расположенной под
небольшим углом к стороне профиля
резьбы. Отклонение направления вре-
зания в 3°-5° делает нагрузку на плас-
тину более благоприятной и повышает
точность профиля резьбы. Данный
способ дает возможность направить
стружку в нужную сторону. Улучшается
сход стружки и процесс резания при-
ближается к продольному точению.
При использовании резьбовых пластин
с геометрией С уменьшается образо-
вание тепла на режущей кромке и
повышается надежность операции.
Используя указанный способ, можно
уменьшить тенденцию к возникнове-
нию вибраций, особенно при обработке
резьб с большим шагом, когда значи-
тельно увеличивается эффективная
длина режущей кромки.
Боковое двустороннее врезание (3)
обычно применяется при обработке
резьб с большим профилем. Сначала
делается несколько проходов при
врезании в одну сторону, затем резец
углубляется и делается несколько
проходов при врезании в другую сто-
рону, и так до тех пор, пока не будет
полностью обработан весь профиль.
Этот способ врезания обеспечивает
минимальный и равномерный износ
пластины, особенно при нарезании
резьб с крупным шагом. Последние
проходы могут быть сделаны с
радиальным врезанием для повышения
точности профиля.
Очень крупные резьбы обрабаты-
ваются начерно простой трехгранной
пластиной, закрепленной на державке
типа МТЕМ, а последний проход выпол-
няется резьбовой пластиной.
8АЫРУ1К
Соготап!
Типы пластин для резьбонарезания
Существует три типа пластин для
нарезания резьб:
• пластины с полным профилем (1),
которые обрабатывают полный про-
филь резьбы, включая вершины. Для
каждого профиля и шага резьбы нужна
отдельная пластина. Не требуется осо-
бой точности по наружному диаметру,
поскольку допускается выступание
вершин резьбы на 0,03-0,07 мм. Снятие
заусенцев после нарезания резьбы
обычно не производится, за исключе-
нием заходной части резьб при обра-
ботке мягких материалов.
• пластины с неполным профилем или
У-профилем (2) могут быть исполь-
зованы для обработки резьб с различ-
ными шагами при одном угле профиля
резьбы, т.к. вершины резьб ими не
обрабатываются. При резании такими
пластинами необходимо предвари-
тельно и достаточно точно обработать
наружный диаметр, кроме того, требо-
вания к радиусу на вершине резьбы не
должны быть жесткими.
• многозубые пластины (3) обрабаты-
вают полный профиль резьбы при
меньшем числе проходов, что приводит
к повышению производительности и
стойкости пластин по сравнению с
однозубыми обычными пластинами с
полным профилем. При обработке
резьбы многозубой пластиной длина
прохода несколько увеличивается, тре-
буется большая жесткость станка, так
как увеличивается длина режущих кро-
мок, находящихся в резании. Врезание
должно производиться в соответствии
со специальными рекомендациями.
Основные параметры резьбы
К основным параметрам резьбы отно-
сятся диаметр (д) и шаг (р). Шаг - это
расстояние, измеренное вдоль оси
резьбы между идентичными точками
профиля на соседних витках. Если
развернуть один виток на плоскость, то
он представляет собой треугольник,
базовый катет которого - длина окруж-
ности, второй катет - шаг резьбы,
гипотенуза - винтовая поверхность
резьбы, а угол между ней и базовым
катетом - угол подъема резьбы. Таким
образом, резьба полностью опреде-
ляется диаметром и шагом. Обозначе-
ние резьбы М 30 х 1,5 говорит, что это
метрическая резьба с диаметром 30 мм
и шагом 1,5 мм.
Наклон резьбонарезных пластин
В обработке металлов резанием боль-
шое значение имеют задние углы, а при
нарезании резьб особенно существен-
ны задние углы на боковых сторонах
профиля резьбовой пластины. Они
влияют на количество выделяемого
тепла, износ и стойкость пластины,
качество резьбы и надежность выпол-
нения операции.
8АМРУ1К
Соготап!
Угол наклона пластины в корпусе дер-
жавки должен быть равен углу подъема
резьбы. В этом случае задние углы на
обеих стронах профиля резьбы будут
одинаковы, в противном случае они
будут различаться.
Одинаковые задние углы на обеих
сторонах профиля являются обяза-
тельным условием для обеспечения
удовлетворительного резьбонарезания.
Тангенс угла наклона пластины опреде-
ляется как отношение шага резбы к
длине окружности по среднему диа-
метру (Г>с), формула приведена ниже.
Обычно этот угол равен 1° и именно с
таким углом выполняются опорные
пластины, которыми комплектуются
резьбовые державки по умолчанию.
Как видно из приведенной диаграммы,
область с углом Х=1° занимает цент-
ральное место. Если нарезаемая резьба
имеет другой угол подъема, то можно
укомплектовать державку опорными
пластинами с углами наклона от -2° до
+4° с интервалом в 1°, при этом поло-
жение режущей вершины по высоте не
изменяется. Отрицательный угол на-
клона необходим для нарезания левых
резьб правыми резцами и наоборот.
Расточные оправки для нарезания
резьб в отверстиях малых диаметров не
имеют опорных пластин, поэтому поса-
дочные поверхности гнез под пластины
выполняются на них с углом наклона 1°
или 2°.
50 100 150 200 мм
2 4 6 8 дюйм
Задний угол, врезание и выход из
заготовки
Чем меньше угол профиля резьбы, тем
меньше задние углы на режущих
кромках пластин при ее нарезании.
Некоторые круглые и трапециедаль-
ные резьбы имеют углы профиля
около 30°, поэтому особенно важно,
чтобы опорная пластина обеспечивала
необходимые задние углы при уста-
новке режущей пластины в гнезде.
Радиальные задние углы при обработке
внутренних резьб должны быть
больше, чем при обработке наружных
(см. рисунок ниже) и, соответственно,
посадочные поверхности в корпусах
державок имеют различные наклоны.
Кроме того, резьбовые пластины для
наружной и внутренней обработки раз-
личны и не взаимозаменяемы, т.к.
замена может привести к искажению
профиля резьбы.
8ААЮУ1К
Соготап!
Задние углы на боковых сторонах про-
филя при обработке круглых и плоско-
вершинных резьб значительно меньше,
чем при островершинном профиле
резьбы. Надо стремиться, чтобы боко-
вые задние углы не были бы меньше
ГЗО'.
При нарезании резьб наиболее опасны
моменты входа инструмента в заго-
товку и выхода из нее. Резьбовые плас-
тины плохо воспринимают ударные
нагрузки при входе и наиболее склонны
к смещению относительно посадочного
гнезда, чем большинство токарных
пластин. При смещении пластины
нарезаемая резьба может выйти из
поля допуска. Усилия резания в про-
цессе обработки достаточно стабиль-
ны, однако при врезании и выходе при
каждом проходе наблюдаются значи-
тельные колебания силы резания.
Параметры режима резания следует
выбирать так, чтобы в момент входа и
выхода не происходили поломки. Для
нарезания различных типов и размеров
резьб существуют свои рекомендации
по числу проходов и глубине резания
для каждого прохода. Например,
метрическая резьба с шагом 0,5 мм
обрабатывается за 4 прохода, а с шагом
6 мм за 16 проходов.
Количество проходов, рекомендован-
ное для первого выбора, должно быть
опробовано в реальных условиях. Если
оно слишком велико, то будет наблю-
даться повышенный износ по задней
поверхности пластины, а если мало, то
возможны поломки вершины или плас-
тическая деформация из-за интенсив-
ного нагревания и высокого давления.
Условия резьбонарезания
Современные неперетачиваемые
пластины для нарезания резьб
обеспечивают высокую эффек-
тивность и надежность процесса
обработки, а также высокое ка-
чество нарезаемой резьбы при
соблюдении необходимых условий:
• для правильного определения
припуска, перед резьбонаре-
занием проверьте диаметр
заготовки
• проверьте установку режущей
кромки относительно среднего
диаметра
• убедитесь, что используется
соответствующая геометрия
пластины (универсальная, Е
или С)
• убедитесь, что величины
боковых задних углов равны и
достаточны (угол на опорной
пластине)
• если получена некачественная
резьба, то следует проверить
все, включая станок
• проверьте наличие програм-
много обеспечения для резьбо-
нарезания на станках с ЧПУ
• оптимизируйте метод врезания,
количество проходов и величину
срезаемого за проход припуска
• убедитесь в правильном выборе
скорости резания
5АМРУ1К
Соготап!
Радиальная подача
Эффективность отрезки, даже на спе-
циальных отрезных станках, в первую
очередь зависит от инструмента. В
настоящее время современные отрез-
ные резцы с неперетачиваемыми плас-
тинами обеспечивают тот же уровень
производительности, что и проходные
токарные инструменты со сменными
пластинами.
При отрезке основная задача - обеспе-
чить отделение детали от заготовки с
достаточной производительностью и
надежностью, для чего осуществляется
подача инструмента в направлении
перпендикулярном оси детали на вели-
чину радиуса. При обработке канавок
подача инструмента происходит также
в радиальном направлении только с той
разницей, что при конечном положении
инструмент не достигает оси детали.
При обработке канавок, которые
обычно не очень большой глубины,
условия работы инструмента несколь-
ко легче, однако возникают дополни-
тельные требования по точности и
шероховатости поверхности.
Процесс резания при отрезке в какой-
то мере аналогичен подрезке торца,
когда подача инструмента осущест-
вляется в направлении оси детали.
Особенность отрезки - наличие обра-
батываемого материала с двух сторон
режущей пластины и небольшая ши-
рина режущей пластины, что обеспе-
чивает минимальный расход обраба-
тываемого материала. Все это и опре-
деляет дополнительные требования к
инструменту для отрезки.
При движении инструмента к оси
детали и постоянной частоте вращения
шпинделя, скорость резания умень-
шается и достигает нулевого значения
на оси детали, что очень неблаго-
приятно для режущей кромки. По мере
приближения к центру возрастает дав-
ление на режущую кромку, т.к. скорость
резания снижается до нуля.
Одной из важнейших проблем при
отрезке является удаление стружки.
Очень сложно обеспечить ломание
стружки при значительном углублении
резца в заготовку, поэтому основной
задачей является надежное удаление
стружки без надиров на обработанной
8АЦРУ1К
Соготап!
поверхности, которая решается за счет
геометрии передней поверхности режу-
щей пластины. При плохом отводе
стружки возможно значительное ухуд-
шение шероховатости обработанной
поверхности и пакетирование стружки,
ведущее к поломке резца.
Универсальность
Современный инструмент для отрезки
и обработки канавок не только высоко-
производителен, но и универсален.
Большинство токарных операций мо-
жет быть выполнено этим инструмен-
том, включая такие, как:
1а. Отрезка прутков
1Ь. Отрезка труб
2. Обработка канавок разных разме-
ров и различного назначения
3. Профильная обработка с использо-
ванием соответствующей пластины
4. Точение в двух направлениях с
использованием соответствующих
пластин.
Могут выполняться и другие операции,
такие как обработка внутренних кана-
вок, торцевых канавок, расточка, обра-
ботка выточек и выборок для выхода
шлифовального круга, точение алюми-
ниевых колес. Основное преимущество
современного инструмента - стандарт-
ные посадочные поверхности и раз-
меры практически для всех видов плас-
тин. Это означает, что одним и тем же
инструментом, меняя только пластины,
можно производить различные опе-
рации.
Типы резцов
Современный инструмент для отрезки
и обработки канавок состоит из дер-
жавки и неперетачиваемой сменной
пластины. В каталоге Согокеу даны два
основных типа резцов.
Первый - резцовый блок и корпус-лез-
вие для закрепления режущих пластин
(тип 151.2), применяется для отрезки
больших диаметров и обработки глу-
боких канавок. Корпус-лезвие устанав-
ливается с минимальным вылетом,
достаточным для обработки детали,
обеспечивая при этом максимально
возможную жесткость. Режущая плас-
тина закрепляется в пазу корпуса-
лезвия только за счет пружинящих
свойств корпуса. Закрепление и высво-
бождение пластины производится спе-
циальным ключом, что предотвращает
повреждение режущих кромок.
стандартном поперечном
сечении всего корпуса
(тип 151.22).
Это позволяет разместить винт, кото-
рый более надежно закрепляет пласти-
ну. Такие резцы обеспечивают высокую
жесткость, но из-за фиксированной
длины пластинчатой части ограничи-
вают технологические возможности
небольшими глубинами врезания.
8АМРУ1К
Соготап!
Геометрия передней поверхности непе-
ретачиваемых пластин создавалась с
учетом особенностей тех операций, для
выполнения которых они предназна-
чались. Основные операции и соот-
ветствующие им геометрии пластин
приведены ниже:
• для отрезки прутков следует исполь-
зовать пластины геометрии 4Е, 5Е
• для отрезки труб следует использо-
вать пластины геометрии 5Е, 5Е,
• для обработки канавок - пластины
геометрии 50
• для профильной обработки - плас-
тины геометрии 5Р
• для точения - геометрии 5Т
Если для выполнения операции не
требуется большого вылета, который
обеспечивается резцом с выдвигаю-
щимся корпусом - лезвием (тип 151.2),
то следует использовать резец типа
151.22, который обеспечивает наиболь-
шую жесткость при ограниченном вы-
лете. Эти два типа резцов обеспечи-
вают широкие технологические воз-
можности, позволяя выполнять опера-
ции с различными глубинами реза при
максимально возможной жесткости.
Основные параметры при отрезке
и обработке канавок
Основными параметрами, определяю-
щими операции отрезки и обработки
канавок, являются:
• скорость резания (ус)
• частота вращения шпинделя (п),
число оборотов в минуту
• радиальная подача (ГПх)
• глубина врезания, допускаемая
резцом (аг)
• ширина пластины (1а)
Главный угол в плане
Существуют три вида режущих
пластин: нейтральные (ГМ), у кото-
рых главная режущая кромка
перпендикулярна направлению
подачи, правые (Р) и левые (Ь), у
которых режущая кромка откло-
нена от этого направления на
небольшой угол <рг в ту или другую
сторону (см. рисунок).
Каждая из пластин исполнения К В. или
Ь имеет свою область применения.
Нейтральные пластины с более проч-
ными режущими вершинами обеспечи-
вают хорошую шероховатость обрабо-
танной поверхности, точность обработ-
ки, стойкость инструмента и хорошее
стружкодробление.
Пластины с углом в плане, отличном от
90°, используются для случаев, когда
8АМ0Х/1К
СогогпагП
стремяться избежать бобышки на
торце детали, которая обычно обра-
зуется при резании нейтральной плас-
тиной. Пластины типа К предотвра-
щают образование бобышек на
--—С торце отрезаемой детали, плас-
‘ тины типа Ь ~ на торце остав-
МП /у/ шейся после отрезки заготов-
— ки. Размеры заусенцев также
’ ' могут быть уменьшены за
счет применения таких
пластин. В значительной
степени величина бобыш-
ки зависит и от того, как
происходит отделение отре-
заемой части. Так бобышка может быть
уменьшена при поддержке отрезаемой
части в конце цикла.
Эксплуатационные факторы
Уменьшение параметров режима реза-
ния при смещении режущей кромки к
оси детали позволяет значительно
снизить нагрузку на режущую кромку.
При приближении к центру для умень-
шения размеров бобышки следует сни-
жать подачу на 75%, уровень скорости
резания не должен способствовать
возникновению вибраций.
Достаточно большое значение при
отрезке и обработке канавок имеет
точное положение режущей кромки
вдоль оси детали. Всякое отклонение
ведет к увеличению нагрузки на режу-
щую кромку и в результате к неплос-
костности обрабатываемой поверх-
ности. Также могут возникнуть вибра-
ции и ухудшится отвод стружки.
Отклонение положения режущей
кромки от центра по высоте более чем
на 0,1 мм может привести к увеличению
усилий резания, увеличению трения
между инструментом и обрабатывае-
мой поверхностью, увеличению разме-
ров бобышки и уменьшению стой-
кости инструмента.
При отрезке деталей больших диа-
метров и обработке глубоких канавок
жесткость приобретает наибольшее
значение. Большой вылет инструмента
обусловлен требуемой глубиной ка-
навки и диаметром, поэтому в боль-
шинстве случаев для таких операций
следует применять резцы с регули-
руемым положением корпуса-лезвия,
хотя их жесткость и меньше, чем у
резцов с пластинчатой передней
частью. Несколько увеличить жест-
кость возможно за счет увеличения
ширины режущей пластины, хотя при
этом больший объем обрабатываемого
материала будет уходить в стружку.
При отрезке и обработке канавок,
чтобы избежать вибраций и прогиба
►
8АКРУ1К
Соготап!
инструмента следует: работать с мини-
мально возможным вылетом, выбирать
инструмент максимально возможного
поперечного сечения, стремиться к
тому, чтобы высота режущей кромки
от опорной поверхности была больше
или равна глубине обработки, выби-
рать максимально возможную ширину
пластины, а соответственно, опорных
поверхностей. Закрепление пластин за
счет пружинящих свойств корпуса мо-
жет быть использовано только в случае
радиального направления подачи. Если
при резании имеет место перемещение
резца вдоль оси заготовки, как при
точении и профильной обработке, то
следует использовать закрепление
винтом.
Выбор инструмента
Основные параметры, которые опре-
деляют выбор инструмента:
• Диаметр отрезаемой заготовки или
глубина обрабатываемой канавки.
Как уже отмечалось ранее, необхо-
димо выбирать наибольший из возмож-
ных резцов, поскольку при этом повы-
шается жесткость. Следует выбирать
ширину режущей пластины в соответ-
ствии с глубиной резания, как правило,
глубина резания должна превышать
ширину пластины не более чем в 8 раз.
• Ширина реза при отрезке или ши-
рина канавки.
При выборе ширины отрезной пласти-
ны следует стремиться к компромиссу
между повышением жесткости и расхо-
дом материала. Ширина пластины для
обработки канавок определяется фор-
мой канавки.
• Главный угол в плане (пластины
исполнения К, или Г).
Нейтральные пластины (?4) имеют ряд
преимуществ по сравнению с пласти-
нами правого (К) и левого (Ь) испол-
нения, поскольку процесс резания
такими пластинами отличается боль-
шей стабильностью, что обеспечивает
лучшее качество обработанной поверх-
ности, более высокую точность и воз-
можность работы с большими подача-
ми. Однако, пластины исполнения К и Е
позволяют уменьшить бобышку в
конце отрезки.
• Отрезка цельных прутков и труб.
Процессы отрезки цельных прутков и
труб, которые отличаются по требова-
ниям к инструменту, можно оптими-
зировать за счет применения пластин
соответствующей геометрии. Напри-
мер, при отрезке труб наилучшие
результаты получаются при работе
острыми режущими кромками с
положительными передними углами,
что обеспечивается пластинами гео-
метрии 5Е и 5Е Последняя позволяет
избежать заусенцев, образующихся при
отрезке на внутреннем диаметре
трубы.
Подвод охлаждающей
жидкости
Отрезку рекомендуется произво-
дить с обильным охлаждением
режущей кромки. Подача охлаж-
дающей жидкости должна произ-
водиться непрерывно, пока режу-
щая кромка находится в металле.
Подвод охлаждающей жидкости
целесообразно производить через
специальный адаптор,
закрепляемый на
резцовом блоке
сверху.
ЗАМ РУ IК
Соготап!
Последовательность шагов при
выборе инструмента
Рассмотрим на примере, как влияют
особенности того или иного типа инст-
румента на производительность и эко-
номичность операции. Для иллюстра-
ции выбрана операция чернового точе-
ния, для которой возможны несколько
альтернативных решений. Окончатель-
ный выбор делается, исходя из того,
какие требования к обработке счи-
таются наиболее приоритетными.
Этот пример является типичным для
токарной операции и показывает по-
следовательность выбора режущей
пластины для получистовой и черновой
обработки. Токарная обработка сталь-
ных шестерен довольно широко рас-
пространена в машиностроении, при-
чем марка стали может варьироваться в
широком диапазоне. Для примера рас-
смотрим случай, когда шестерня
точится из прутка легированной стали
(по классификации Коромант 02.1) и
выполняются две операции - продоль-
ное и поперечное точение (подрезка
торца).
При планировании обработки этой
детали надо учитывать следующие
факторы:
• размер партии, время обработки и
потребное количество материала
• станок, его мощность, жесткость и
состояние
• обрабатываемый материал, его проч-
ность, твердость и стабильность этих
характеристик
• производительность, экономичность
и эффективность обработки.
В приведенном примере деталь изго-
товляется из заготовки диаметром 55
мм из легированной стали твердостью
НВ180. Необходимо обработать цилин-
дрическую поверхность диаметром
25 мм, длиной 50 мм и подрезать торец.
Предполагается только черновая обра-
ботка одним режущим инструментом.
Обработка будет производиться на
токарном станке с ЧПУ достаточно
жестком и в хорошем состоянии, мощ-
ность привода 30 кВт. Для обработки
необходим правый резец сечением 32 х
25 мм, предполагаемая стойкость 15
минут. Стоимость станкоминуты обра-
ботки, включающая расходы на содер-
жание станка, зарплату оператора и
накладные расходы, равна 2 долларам.
Державка
Державка для обработки этой детали
должна обеспечивать возможность
резать в двух взаимно перпендикуляр-
ных направлениях. Задача состоит в
том, чтобы выбрать режущую пластину
и державку, которые обеспечат наилуч-
шее выполнение указанных выше
переходов. Что касается метода креп-
ления пластины на державке, то для
наружной обработки предподчтитель-
ным является крепление Т-Мах Р.
Систему Т-Мах 11 следует выбирать для
расточных работ и наружной обра-
ботки с малыми глубинами резания.
Имеется несколько типов державок,
которые могут работать в двух
направлениях. Для черновой обра-
ботки особенно важна прочность режу-
щей вершины, для чего угол при вер-
шине должен быть максимально воз-
можным, т.е. 80°, обеспечивая при этом
главный угол в плане 95° как при про-
дольном точении, так и при подрезке.
►
8А|М0\/1К
СоготагП
Режущая неперетачиваемая
пластина
Пластина ромбической формы С и
пластина в виде ломаного трехгран-
ника XV имеют угол при вершине 80°.
Двусторонняя пластина ХУ\М(3 имеет
три режущих кромки на каждой
стороне, всего 6. Пластины ромби-
ческой формы С есть двух видов:
двусторонняя С\М(3 и односторонняя
СМММ. У первой пластины имеется 4
режущих кромки, а у второй - только 2.
Ромбическая пластина может работать
с большей глубиной резания и закреп-
ляется более надежно.
СогоКеу дает три альтернативных
варианта пластины из твердого сплава
марки (ЗС4025 и, соответственно, две
державки: РС1ЛЧ и МХУЬК
Возможны следующие варианты:
• Двусторонняя пластина ХУММО с
длиной режущей кромки 8 мм, с гео-
метрией РМ и радиусом при вершине
1,2 мм
• Двусторонняя пластина С^МС^ с
длиной режущей кромки 12 мм, с гео-
метрией РМ и радиусом при вершине
1,2 мм
• Односторонняя пластина С\ММ с
длиной режущей кромки 16 мм, с гео-
метрией РВ и радиусом при вершине
1,6 мм
Технологические возможности каждой
пластины, такие как глубина резания
(ар), скорость резания (ус), подача (1п)
и число проходов, необходимое для
выполнения операции, приведены в
таблице ниже.
ши®
Критерии оптимизации выбора
Выбор инструмента может произво-
диться, исходя из минимальной себе-
стоимости операции, когда учитывают-
ся затраты на все составляющие техно-
логического процесса или только по
минимальным расходам на инструмент.
Для этого необходимо для всех вариан-
тов оценить следующие параметры:
• потребную мощность
• область стружкодробления
• размер партии и повторяемость
• жесткость
• стоимость одной режущей кромки
• твердость материала заготовки
• время обработки
• расходуемые материалы
При черновой обработке наиболее
важными являются потребная мощ-
ность и жесткость. Потребная мощ-
ность при удельной силе резания
Кс=2100 Н/мм2 следующая: для плас-
тины \\ЫМ(3 080412-РМ - 10 кВт, для
пластины С\МО 120412-РМ - 13 кВт,
для СМММ 120416-РВ - 27 кВт. Если
учесть КПД двигателя, то мощность,
потребная на обработку пластиной
СЫММ 120416-РВ, превысит мощность
Двигателя станка.
Дальнейшие расчеты по экономич-
ности обработки проведены на основе
следующих значений: стоимость стан-
коминуты Ст=2,00, размер партии
В=115 штук, стойкость Т=15 минут.
►
8АМРУ1К
Соготап!
О \
©жя@ @6
12. \
2,33 0,-35 6 1 <00
3,17 0,27 4 12,70
6,35 0,13 2 1 2,40
Эффективность обработки
В первой графе таблицы приведена
стоимость одной режущей кромки
(Ст) для каждй пластины, во второй - .
время обработки одной детали (Тс), в
третьей - число режущих кромок (?<), в
четвертой - цена пластины (С1).
Расходы на инструмент (Стс), приходя-
щиеся на одну деталь, рассчитываются
делением величины стоимости одной
режущей кромки (Ст) на количество
деталей, которое может быть ей обра-
ботано, что определяется отношением
стойкости инструмента к времени обра-
ботки одной детали.
Стоимость времени обработки (Смс)
определяется умножением стоимости
станкоминуты на время обработки.
Стоимость обработки партии деталей,
приведенное в последнем столбце
таблицы определяется по следующей
формуле: (Стс+Смс) х В.
0,060 0,70 87,40'
0,055 0,54 68,42
0,055 0,26 36,22
Как видно из таблицы, наибольшая
производительность операции обеспе-
чивается односторонней пластиной при
минимальной себестоимости обработ-
ки, в то время, как при обработке плас-
тиной в форме ломаного трехгранника
при минимальной стоимости одной
режущей кромки себестоимость опера-
ции - наибольшая.
►
8А1Ч0У1К
Соготап!
Заключение
Сравнение параметров операции при
обработке тремя различными пласти-
нами, число режущих кромок которых
варьируется от 2 до 6, показывает, что
стоимость одной кромки составляет от
2,33 до 6,35, время обработка одной
детали - от 0,35 до 0,13 мин, а часовая
производительность от 171 до 461 штук.
Используя инструмент, обеспечиваю-
щий наибольшую производительность,
можно не только в три раза сократить
время обработки партии деталей, но и в
оставшееся время производить обра-
ботку на станке других деталей, тем
самым повысив эффективность
использования оборудования и других
производственных ресурсов. При этом
себестоимость обработки в два раза
ниже, если не учитывать времени на
установку и снятие детали.
Если использовать пластину С^ММ с
геометрией РК., то можно обработать
необходимую партию деталей при себе-
стоимости обработки в два раза ниже и
вдвое сократить затраты времени на
нее. Однако, при использовании этой
пластины на черновых операциях
могут возникнуть проблемы на станках
с небольшой мощностью. В таких слу-
чаях лучше всего использовать двусто-
ронние пластины С^МС^ с геометрией
РМ, которые к тому же более произ-
водительны, чем наиболее дешевые
пластины. Что касается номенклатуры
инструмента, то ромбические пластины
с углом 80 градусов предпочтительнее,
поскольку они более универсальны.
Инструментальные расходы состав-
ляют всего несколько процентов от
общей себестоимости обработки, но
возможности инструмента влиять на
производительность и эффективность
операции достаточно велики. Иногда
выбор инструмента с минимальной
стоимостью режущей кромки ведет к
максимальной себестоимости обра-
ботки. В рассматриваемом примере не
следует забывать и о надежности вы-
полнения операции. Пластина должна
обладать достаточной прочностью как
основы, так и режущих кромок, чтобы
удовлетворять требованиям режимов
обработки, реализуемых на современ-
ных станках с ЧПУ
Конкурентоспособны операции, где
обеспечиваются высокая производи-
тельность и небольшая себестоимость
обработки, причем имеется возмож-
ность их дальнейшего совершенствова-
ния за счет применения инструмента с
наилучшими характеристиками.
Мощность, необходимая при
точении
При расчетах мощности, когда она
является лимитирующим фактором
как при черновой обработке, сле-
дует учитывать КПД станка, кото-
рый чаще всего составляет 85%.
Тогда потребная мощность при
черновой обработке за два
прохода пластиной СМММ-РР
составит 32 кВт. Выбранный станок
не обладает достаточной мощ-
ностью для выполнения указанной
операции, поэтому ее нужно вы-
полнить на другом, более мощном
станке, или же на том же самом, но
не за два, а за три прохода. Кроме
того, возможен и другой вариант -
использовать для обработки дву-
стороннюю пластину СММ6-РМ,
которая не обеспечивает макси-
мальной производительности, но
значительно лучше по сравнению с
самой дешевой пластиной \Л/ММ6-
РМ. Ромбическая пластина до-
вольно универсальна и может
быть использована и на других
операциях.
^0) »
ИМ& мл М ж® ™
5АМРУ1К
Соготап!
Точение и сверление фланцев
из нержавеющей стали
Специализированный инструмент
Обработка фланцев из нержавеющих
сталей включает наиболее распро-
страненные операции токарной
обработки, такие как точение, под-
резка и сверление. Для оптимизации
операций применяются специально
предназначенные для обработки
ЭТОЙ
группы
материалов
неперетачи-ваемые пластины как по
геометрии, так и по маркам сплавов.
Обработка нержавеющих сталей вызы-
вает гораздо больше проблем, чем
обработка других материалов. Основ-
ные из них - низкая стойкость инст-
румента, неудовлетворительное струж-
кообразование, образование нароста.
Любая нержавеющая сталь вызывает
трудности при обработке, хотя сущест-
вует много различных марок нержа-
веющих сталей и они в значительной
мере отличаются по обрабатывае-
мости. Современные инструменты,
созданные специально для обработки
нержавеющих сталей, позволяют
уменьшить или устранить возникаю-
щие проблемы.
Наиболее часто точению и сверлению
подвергаются аустенитные нержавею-
щие стали, из которых самой распро-
страненной маркой является 304/316.
Для примера взята заготовка из стали
316 Ь твердостью НВ180, которая
обтачивается с двух сторон, а потом
производится сверление.
Первая операция включает черновое
точение и подрезку торца с одной сто-
роны. Для этого обычно выбирается
инструмент, который может работать в
двух взаимно перпендикулярных на-
правлениях. Черновое точение предпо-
лагает глубину резания 1,5-3 мм при
подаче 0,35 мм/об. Для таких условий -
область обработки М. Каталог СогоКеу
рекомендует двустороннюю пластину
С^МО с углом при вершине 80°
геометрии МВ. из сплава 6С2025.
Пластина специально разработана для
чернового точения нержавеющих
сталей. Геометрия МВ. обеспечивает
прочную режущую кромку при поло-
жительном переднем угле.
ЗАМ РVIК
Соготап!
Точение и сверление фланцев
из нержавеющей стали
Центральное отверстие сверлится
сверлом Согошап! 1} с пластинами
геометрии 53 из сплава марки ОСЮ20.
Это сверло является первым выбором
для обработки нержавеющих сталей,
обеспечивает жесткость, износостой-
кость и снижает наростообразование.
Обработка профиля осуществляется
пластиной Т^МС^ георметрии МР из
сплава марки ОС2015.
Профильная обработка ведется при
смещении режущей вершины от центра
к периферии до торцевой поверхности
большого диаметра. Торцевая поверх-
ность обрабатывается при движении
резца от наружного диаметра к центру
для обеспечения лучшего отвода
стружки.
Пластины, предназначенные для обра-
ботки материалов, дающих стружку
скалывания, имеют острую режущую
кромку с положительным передним
углом, что соответствует требованиям
обработки. Глубина резания колеблется
от 0,2 до 0,3 мм, подача 0,2 мм/об,
скорость резания 245 м/мин.
Обработка профиля
Черновая обработка фланца с другой
стороны производится той же непе-
ретачиваемой пластиной СММО гео-
метрии МК из сплава 6С2025.
Боковая поверхность
фланца обрабатывается
за несколько продольных
проходов, а затем делает-
ся окончательный чисто-
вой профильный проход.
Глубина резания в среднем
4 мм на сторону, скорость
резания 165 м/мин, подача
0,35 мм/об.
Особенности обработки
нержавеющих сталей
Особенности обработки нержавеющих
сталей - это высокие и изменяемые в
широком диапазоне усилия резания,
высокие температуры в зоне резания,
склонность к образованию нароста и
упрочнению обрабатываемой поверх-
ности, повышенная вероятность обра-
зования заусенцев. Все это можно прео-
долеть, выбирая специальный инстру-
мент для обработки этих материалов
(область применения по 180 - М).
Основная проблема - образование
нароста на режущей кромке, который
может привести к поломке пластины и
снизить надежность выполнения опера-
ции. Наростообразование связано с
температурой в зоне резания, которая,
в свою очередь, определяется ско-
ростью резания. Вероятность образо-
вания нароста велика при низких
скоростях резания и применении
охлаждающей жидкости, но она сни-
жается при температурах превы-
шающих зону повышенной адгезии
обрабатываемого материала и инстру-
мента, а также при использовании
инструмента с острыми режущими
кромками.
Положительная геометрия при нали-
чии упрочняющих фасок обеспечивает
резание с меньшими усилиями и сни-
жает образование заусенцев. Плас-
тины, обеспечивающие хорошее фор-
►
8АИ0\/1К
Соготап!
Точение и сверление фланцев
из нержавеющей стали
мирование стружки при правильном
выборе марки твердого сплава, позво-
ляют успешно справиться и с другими
проблемами при обработке нержавею-
щих сталей.
Радиус при вершине является важным
фактором для обеспечения прочности
пластины, что особенно важно при
обработке нержавеющих сталей, поэ-
тому следует применять пластины с
радиусом 1,2 мм и более.
При наличии высоких уступов при
обработке нержавеющих сталей до-
вольно часто происходит пакетирова-
ние стружки и скалывание режущей
кромки. Для избежания этого следует
на расстоянии 1 мм до уступа увеличи-
вать скорость резания. Можно произво-
дить обработку за несколько продоль-
ных проходов, как это сделано в рас-
сматриваемом примере, а затем окон-
чательный проход производить в
радиальном направлении при движении
от периферии к центру. При обработке
торцев перемещение инструмента к
центру заготовки обеспечивает лучшее
формирование стружки.
Довольно часто при врезании режущая
Факторы точения нержавеющей стали
делает ее износ неравномерным и вы-
зывает риск возникновения концент-
рации напряжений. В таких случаях
рекомендуется дополнительно удалять
неровные края или снижать величину
подачи.
При подрезке торца с движением инст-
румента к центру детали изменение
скорости резания за счет уменьшения
обрабатываемого диаметра компенси-
руется увеличением частоты вращения
шпинделя. Но наступает момент, когда
диаметр настолько близок к нулю, что
максимальное число оборотов шпин-
деля меньше, чем необходимо для ком-
пенсации, тогда образуется нарост и
происходят другие неблагоприятные
явления. Чтобы избежать этого, можно
предварительно просверлить отверстие
по центру заготовки диаметром 10 мм
или снизить величину подачи с 0,25 до
0,03 мм/об.
Во время обработки нержавеющей
стали учет всех возможных нюансов
приводит к значительному улучшению
процесса резания и качества обрабо-
танной поверхности. Стойкость инстру-
мента повышается и становится более
предсказуемой. При появлении чрез-
мерного износа следует принимать
соответствующие меры для его устра-
нения. При обработке нержавеющей
стали нормальным видом износа
считается износ по задней поверхности.
8АЦРУ1К
Соготап!
Материал, дающий элементную
стружку
В данном разделе рассматриваются
операции точения чугунного литья.
Такого типа заготовки имеют поверх-
ностные дефекты, приводящие к зна-
чительному биению при зажиме в
патроне, что требует специальных тех-
нологических решений. При выходе
инструмента из чугунных заготовок
часто происходят выкрашивания краев
последних. Для избежания этого прихо-
дится изменять направление усилий
резания. Точение серого чугуна и
чугуна с шаровидным графитом проис-
ходит с меньшими силами резания и
требует меньшей мощности, чем обра-
ботка сталей. Существует много марок
различных чугунов, которые отли-
чаются как по структуре, так и по
прочности. При обработке серых чугу-
нов образуется сыпучая чешуйчатая
стружка, чугун с шаровидным графи-
том склонен к образованию коротких
стружек.
Различные включения, в т.ч. литейный
песок, затрудняют работу режущей
кромки. Обычно для точения чугуна
используются пластины из минерало-
керамики с высокой износостойкостью,
но повышенной хрупкостью. Самые
современные пластины сочетают в
себе и хорошую износостойкость, и
достаточную прочность для успешного
решения многочисленных проблем,
возникающих при обработке чугунов.
При обработке чугунов преобладаю-
щим является абразивный износ. Заго-
товки из чугуна достаточно неодно-
родны по своим истирающим способ-
ностям, поэтому наблюдаются значи-
тельные колебания величины износа. В
большинстве случаев решающее влия-
ние на изнашивание оказывают твер-
дые включения в материале заготовки
и острые края заготовок. Достижение
стабильного процесса изнашивания
режущей кромки является главным
условием успешной обработки чугунов.
Если режущая кромка затупляется
слишком быстро из-за неправильного
выбора пластины или параметров
режима резания, то возможны непред-
виденные поломки, а вследствие этого
плохое качество обрабатанной поверх-
ности.
Неравномерное литье
На примере рассмотрим черновую
обработку кольца из чугуна с шаро-
видным графитом (СМС - 08.1) твер-
достью НВ 180. Заготовка с наружным
диаметром 124 мм и шириной 62 мм,
диаметр отверстия 60 мм. Готовая
деталь должна иметь наружный диа-
метр 122 мм и ширину 55 мм, частично
расточенное отверстие и фаску.
Глубина резания при обточке колеб-
лется от 2 до 4 мм из-за погрешностей
заготовки. Точение и подрезка выпол-
няются одним инструментом, который
может вести обработку в двух взаимно
перпендикулярных направлениях. Для
обеспечения прочности вершины лез-
вия, требуемой производительности и
надежности, из имеющейся номенк-
латуры следует выбрать инструмент с
максимально возможным углом при
вершине и пригодный одновременно
для продольного и поперечного
точения.
8АЦРУ1К
Соготап!
Плоская сменная пластина
Для чернового точения чу-
гуна СогоКеу рекомендует в
качестве первого выбора
квадратную пластину с углом
при вершине 90°, закрепляе-
мую в державке типа Р88Г4.
Сменная плоская пластина
8ММА из твердого сплава
марки СС3015 обладает до-
статочной прочностью и мо-
жет быть использована в
широком диапазоне глубин
резания и подач.
Выбор обусловлен следующим:
— невысокой стоимостью одной режу-
щей кромки, т.к. у пластины их 8;
— прочностью режущей вершины, т.к.
угол при вершине 90°;
— благоприятным главным углом в
плане 45°. Начальный контакт с заго-
товкой при врезании приходится на
более прочную часть режущей кромки;
— аналогичной благоприятной ситуа-
цией при выходе режущей кромки с
углом в плане 45° из резания, что
уменьшает склонность к скалыванию
детали;
— необходимостью обработки с пере-
менным припуском;
— возможностью обеспечить высокую
производительность и надежность при
данном сочетании геометрии пластины
и марки твердого сплава;
— все операции могут быть выполнены
с минимальным количеством переуста-
новок и резцов: сначала производится
обработка наружного диаметра, под-
резка одного торца и расточка, потом
заготовка поворачивается другой сто-
роной для подрезки второго торца и
завершения расточки.
Оптимизированная геометрия КМ
Расточка осуществляется в два про-
хода, один с глубиной резания 3 мм на
половину глубины отверстия. После
переустановки глубина резания состав-
ляет 5 мм, подрезка торца ведется при
движении резца от отверстия к перифе-
рии. Для расточки следует использо-
вать пластину СИ МО с геометрией КМ
и положительным перед-
ним углом достаточной
величины для уменыпе-
ния склонности к вибра-
циям.
Настоящим примером подтверждаются
преимущества пластин геометрии КМ,
специально предназначенной для обра-
ботки материалов группы К по 180.
Для тяжелой черновой обработки
СогоКеу рекомендует геометрию КК, а
для получерновой - КМ и твердый
сплав марки 6С3015.
8АИ0МК
Соготап!
Типовая деталь
В качестве примера рассматривается
типовая стальная поковка, используе-
мая для производства шестерен, колес и
других деталей как для транспортных
средств, так и станков.
Очень часто
эти детали произ-
водятся крупными
партиями, поэтому
вопросы оптимизации
технологии обработки
имеют большое значение.
Правильный выбор инстру-
мента соответствующей геометрии
обеспечивает высокую производитель-
ность и качество деталей.
В различных отраслях промышлен-
ности производятся черновая и чисто-
вая обработка стальных поковок. При
этом часто возникают проблемы, свя-
занные с формированием стружки, осо-
бенно при чистовой профильной обра-
ботке. Поковки производятся из раз-
личных марок сталей, в том числе и
низкоуглеродистых, при обработке
которых возникают большие труд-
ности с обеспечением удовлетвори-
тельного стружкодробления.
В качестве примера взята поковка из
легированной стали (СМС 02.1) твер-
достью НВ160 в форме колеса диа-
метром 92 мм, шириной 92 мм с цент-
ральным отверстием .
Особенности обработки
Поковка требует чернового и чисто-
вого точения, а также про-
бного точения ступицы
вдоль меньшего внешнего
диаметра. Выбор инст-
румента определяется
необходимостью по-
дачи в двух направ-
лениях, что предпо-
лагает использование
более универсально-
го инструмента, спо-
собного и обтачивать,
и подрезать торец. Тем ни
менее требования к выпол-
няемым операциям указывают
на то, что один инструмент нужно вы-
брать для черновой обточки внешнего
диаметра шестерни, а другой - для
чернового и чистового точения ступи-
цы. Инструмент должен выполнять
точение в двух направлениях.
Другая особенность обработки - непо-
стоянство глубины резания в процессе
точения и подрезки, максимальное
значение может достигать 6 мм.
Третьей особенностью являются высо-
кие требования к стружкодроблению.
Такого типа детали обрабатываются
большими партиями на высоких режи-
мах резания на автоматизированном
оборудовании практически без вмеша-
тельства оператора и любая непредви-
денная остановка станка крайне неже-
лательна.
И наконец, последняя особенность -
высокие требования к шероховатости
обработанной поверхности. В нашем
примере на диаметре ступицы шерохо-
ватость поверхности Ва должна состав-
лять не более 3,2 мкм.
ЗАИОМК
Соготап!
Требования к режущей пластине
Для черновой обработки при рабочей
подаче в двух взаимно перпендикуляр-
ных направлениях целесообразнее
всего использовать режущую пластину
с углом при вершине 80° и углом в
плане 95°. Пластина обеспечивает
универсальность, достаточную проч-
ность и одинаково хорошо будет рабо-
тать как при продольном точении, так
при подрезке. Исходя из величины
припуска, ромбическая пластина с дли-
ной режущей кромки 12 мм, установ-
ленная на державке типа РСЬМЬ,
вполне подойдет для указанной обра-
ботки. СогоКеу рекомендует для черно-
вой обработки односторонние плас-
тины С^ММ геометрии РК. из сплава
С1С4035.
При выборе размера пластины надо
тщательно проверить возможность
снятия при обработке этой пластиной
припуска в углах поковки, где он макси-
мален. Пластина должна быть доста-
точно прочной и обеспечивать плавное
резание с невысокими усилиями.
Преимущества подрезки торцев при
Л подаче резца к центру детали осо-
' бенно сказываются на стружкодроб-
лении, т.к. при подаче к центру удается
избежать широких тонких стружек.
Чистовая обработка с помощью
специальной пластины
Для чистового прохода и проточки
выемки на диаметре ступицы следует
применить пластину с углом при вер-
шине 55°, которая может обрабатывать
поверхности сложного профиля и, в то
же время, довольно прочная.
Боковые поверхности профиля выемки
расположены под углом 25° к оси
детали. Ромбическая пластина с углом
при вершине 55° позволяет обеспечить
достаточные задние углы при входе и
выходе инструмента. Глубина резания и
подача изменяются в процессе обра-
ботки и для обеспечения прочности
пластины радиус при вершине реко-
мендуется выбрать равным 0,8 мм.
Таким образом, наиболее подходящей
является пластина ОИМО с довольно
универсальной геометрией РМ из
сплава марки 6С4025.
Для получения более высокой чистоты
обработки рекомендуется применять
пластину с геометрией, ориентирован-
ной на чистовые операции при малых
подачах и глубинах резания. Такой
пластиной является ромбическая плас-
тина ^^МС^ с геометрией РР и радиу-
сом при вершине 0,4 мм из кермета
6С1525. Она позволяет выполнить
требования чертежа, обеспечить хоро-
шее стружкодробление, отсутствие зау-
сенцев и высокую чистоту обработки в
течение всего периода стойкости при
высокой скорости резания.
На этом примере можно увидеть преи-
мущества, которые дает пластина, спе-
циально подобранная для обработки
стальных поковок, по производитель-
ности и надежности. Для получения
наилучших результатов, особенно при
обработке больших партий деталей, не
следует применять пластины универ-
сальной геометрии для усредненных
условий резания, а необходимо более
тщательно подбирать пластины, соот-
ветствующие условиям операции, что
позволит добиться максимальной
эффективности обработки.
5АМРУ1К
Соготап!
Производительность
Ниже будут рассмотрены основные
факторы, определяющие особенности
отрезки заготовок от цельных прутков
и труб. Правильный подход к этим
особенностям позволяет выполнить
данные операции эффективней. От-
резка достаточно распространенная
операция и вполне заслуживает значи-
тельных усилий для повышения ее
производительности и снижения объе-
мов металла, переводимого в
стружку.
Чаще всего отрезка заготовок
из прутка осуществляется при
закреплении прутка в шпинделе
станка. Отрезка на токарных
станках гораздо производитель-
нее резки ленточными пилами.
Как и все другие токарные инстру-
менты, инструмент для отрезки в
последнее время значительно изме-
нился в сторону соответствия требова-
ниям, предъявляемым в настоящее
время к этим операциям.
Сталь конструкционная и
нержавеющая
Рассмотрим отрезку нелегированной
углеродистой стали (СМС 01.2) твер-
достью НВ207 и отрезку от прутка и от
трубы из аустенитной нержавеющей
стали (СМС 05.21). От прутка диамет-
ром 60 мм отрезаются диски толщиной
8 мм. От трубы с наружным диаметром
36 мм и внутренним 25 мм отрезаются
кольца толщиной тоже 8 мм.
При отрезке прутка диаметром 60 мм
вылет отрезного резца должен быть
больше радиуса, те. более 30 мм.
В СогоКеу есть два типа державок для
отрезки и обработки канавок: рез-
цовый блок с выдвижным корпусом-
лезвием и обычная державка с хвосто-
виком прямоугольного сечения.
Универсальным резцом для отрезки
является резцовый блок с регулиров-
кой вылета корпуса-лезвия в зависи-
мости от отрезаемого диаметра. Резец с
прямоугольным сечением хвостовика
обеспечивает большую жесткость и
рекомендуется для применения в
случаях, когда торцевая поверхность
отрезаемой части должна быть одно-
временно обработана начисто тем же
инструментом, причем с требуемой
шероховатостью и неплоскостностью.
Для просто отрезных операций, назы-
ваемых еще черновой отрезкой, лучше
всего использовать резцовый блок с
регулируемым корпусом-лезвием, ко-
торый обеспечивает жесткость на
значительных величинах подач при
отрезке прутков большого диаметра за
счет высоты корпуса-лезвия. В этих
случаях следует выбирать корпуса-
лезвия 151.2, которые можно будет
использовать не только на одной
операции.
Пластины О-сШ для отрезки могут
иметь геометрии 4Е или 5Е. Первая
обеспечивает высокую производитель-
ность при прочной режущей кромке, а
вторая, с острыми режущими кром-
ками, используется, в основном, для
отрезки нержавеющей стали и при
обработке с небольшими усилиями
8А№У1К
Соготап!
Надежность
Для отрезки стальных цельных прутков
следует выбирать геометрию 4Е и
марку сплава 6С235, что обеспечит до-
статочный уровень надежности при
средних скоростях резании. Для
отрезки нержавеющих сталей следует
выбирать более острую пластину гео-
метрии 5Е. Поскольку ширина плас-
тины определяет объем нерационально
используемого материала, уходящего в
стружку, то всегда стараются выбрать
более узкую пластину, однако ширина
пластины должна быть разумным
компромиссом с учетом прочности
пластины. Начинать при отрезке ста-
лей следует с подачи 0,15 мм/об и ско-
рости резания 115 м/мин, а нержавею-
щих сталей, соответственно, 0,10 и 100.
Параметры режима резания можно
оптимизировать в соответствии с конк-
ретными условиями операции.
Отрезные пластины могут иметь глав-
ную режущую кромку перпендикуляр-
ную подаче - нейтральные пластины
или наклоненную к направлению по-
дачи под углом 5° - правые и левые
пластины. Чаще используют нейтраль-
ные пластины (М) как обеспечиваю-
щие большую прочность режущей
кромки и жесткость, а также лучшую
плоскостность торцев. В этом случае
сила резания направлена прямо на
корпус-лезвие (резец или резцовый
блок) и надежнее закрепляет режущие
пластины в гнезде и уменьшает обра-
зование бобышек.
Для повышения производительности
отрезки валов больших диаметров
стремятся использовать достаточно
высокие величины подач. Однако, при
приближении к оси скорость резания
значительно снижается и величину
подачи тоже рекомендуется снижать.
Правда, большинство станков с ЧПУ
имеют возможность увеличивать ско-
рость вращения шпинделя по мере
приближения
режущей кромки к
оси детали, но в
самом конце реза
этого сделать все
равно не удается в
полной мере, т.к.
скорость должна
быть чрезвычайно
высокой. Поэтому,
когда остается от-
резать по диаметру 6 мм, подачу реко-
мендуют снижать до 0,10 мм/мин, а при
отрезке нержавеющих сталей до мень-
ших значений.
При отрезке труб величина хода резца
значительно меньше, чем при отрезке
прутков, так как толщина стенки боль-
шинства труб не превышает 5,5 мм. В
этом случае можно выбрать более
прочный резец с прямоугольным сече-
нием хвостовика и с меньшим вылетом
рабочей части. Такого типа операции
характерны для массового произ-
водства, что делает целесообразным
проведение работ по оптимизации
каждой конкретной операции отрезки.
Компенсация снижения
скорости резания
На графике показаны изменения
подачи и скорости резания в конце
отрезки прутков, которые рекомен-
дуются для оптимизации процесса
отрезки.
8АМРУ1К
Соготап!
Правильный выбор
Для наших условий обработки выби-
раем резец О-Си! типа 151.22, где закре-
пление режущей пластины осущест-
вляется винтом. Исходя из требований,
предъявляемым к операции, необхо-
димо обеспечить хорошую шерохова-
тость поверхности на обоих торцах
отрезаемой детали при максимальной
производительности и минимальном
объеме срезаемого металла.
Для того, чтобы обеспечить небольшие
усилия резания и уменьшить образова-
ние заусенцев, рекомендуется использо-
вать пластину геометрии 5Е из сплава
марки ОСЮ25 для обработки стали.
Пластина характеризуется надежным
стружкодроблением на невысоких
подачах и, обладая достаточно прочной
режущей кромкой, в сочетании с проч-
ным твердым сплавом обеспечивает
высокую надежность выполнения опе-
рации. При отрезке нержавеющей
стали предпочтительней пластина с
еще более острой режущей кромкой
геометрии 5Р из сплава марки (ЗС1025.
Пластина шириной 3 мм на подаче 0,08
мм/об и скорости резания 100 м/мин
формирует стружку в виде завитых
спиралей, легко выводимую из зоны
резания.
При отрезке деталей из труб лучше
применять режущие пластины с на-
клонной под углом 5° режущей кром-
кой, которые позволяют значительно
уменьшить образуемые заусенцы. Если
пластина левая, то режущая вершина,
обрабатывающая торец отрезаемого
кольца, первой заканчивает резание, а
затем вторая вершина подрезает торец
оставщейся трубы.
Характерный износ пластины из-за
ошибки в установке режущей кромки
выше или ниже линии центров
Заключение
Выбор инструмента для отрезных
операций производится в соответ-
ствии с требованиями к их произ-
водительности, надежности и ка-
честву. Основные моменты, кото-
рые нужно иметь в виду, производя
выбор инструмента для отрезки:
• для отрезки деталей из
прутков следует использовать
нейтральные пластины
• следует выбирать хвостовик
резца максимально возможного
сечения с минимальным
вылетом режущей пластины
• ширину пластины надо
выбирать минимально
возможной из тех, что
обеспечит надлежащую
надежность выполнения
операции
• строго следить за
расположением режущей
кромки по оси детали
• охлаждающая жидкость должна
подводиться непосредственно в
зону резания
6А1ЧРУ1К
Соготап!
Копировальная обработка валов
на станках с ЧПУ
Копировальная обработка валов всегда
была достаточно сложной операцией,
начиная с того времени, когда она
производилась на специальных копиро-
вальных токарных станках. Сейчас эта
обработка производится на токарных
станках с ЧП\ однако проблемы,
возникающие при врезании и выходе
инструмента при обработке выточек
остаются неизменными. При выборе
инструмента для чернового и чистового
продольного точения, подрезки и
профильной обработки необходимо
учитывать эти особенности. Очень
часто валы имеют резьбовые концы, а
после окончания обработки необхо-
димо отрезать вал от прутка.
Стальные валы широко
распространены в разных
отраслях машиностроения.
Чаще всего заготовками
служат прутки из различных
материалов с разной твердостью и
прочностью. Для эффективной их
обработки при выборе инструмента
необходимо учитывать те особые
требования, которые возникают в связи
с разницей в диаметре отдельных
участков и глубиной выточек.
В приведенном примере рассматри-
вается обработка валика из низголеги-
ровнной углеродистой стали (СМС
01.2) твердостью НВ207. Валик общей
длиной 165 мм со ступенями диаметром
56, 35, 32 мм и резьбой М22 на одном
конце вытачивается из заготовки диа-
метром 60 мм. Необходимо обработать
также 30° фаски и обеспечить хорошую
чистоту обработки.
В последнее время валы подобного
типа все чаще изготавливаются из
нержавеющих сталей, поэтому в
другом примере будет рассмотрена
обработка вала из нержавеющей стали
(СМС 05.21) твердостью НВ180.
Черновая обработка производится за
несколько продольных проходов с под-
резкой торца при выходе инструмента.
Затем начерно обрабатываются все
ступени валика, выемка и фаски. После
чего делается чистовой проход по
всему профилю валика для обеспече-
ния необходимой точности и шерохова-
тости. В последнюю очередь наре-
зается резьба и производится отрезка.
Для всех указанных переходов необхо-
димо подобрать державку и неперета-
чиваемые пластины из имеющейся
номенклатуры.
Первые две черновые операции
должны быть выполенены инструмен-
том, который обеспечивает большой
объем снимаемого металла при про-
дольном точении, те. при минимальном
количестве проходов из 60 мм
заготовки проточить диаметр порядка
35 мм. Резец с креплением пластины
рычагом за отверстие типа Р может
сделать это за два прохода: первый
выполняется с глубиной 6 мм, пока
выше жесткость заготовки, а второй —
с глубиной 5 мм, после чего подрезается
торец и протачивается участок с
наибольшим диаметром.
Тем же самым инструментом произво-
дится черновая обработка всех осталь-
ных ступеней валика, фасок и выточки,
при этом необходимо выполнить под-
резку на глубину 1,5 мм с углом 30°.
Обработка нержавеющей
стали
При обработке аналогичного ва-
лика из нержавеющей стали вы-
полняются те же операции и таким
же инструментом, отличаться будут
только марка твердого сплава,
геометрия пластины и параметры
режима резания. Кроме того,
необходима подача охлаждающей
жидкости в зону резания.
8АКЮХЛК
Соготап!
Для выполнения указанной обрабтки
следует выбрать пластину в форме
ромба с углом при вершине 55°. На
первый взгляд кажется, что можно
выбрать и ромб с углом 80°, однако для
выполнения углублений и выточки
такой угол при вершине слишком ве-
лик. Поэтому приходится идти на комп-
ромисс и, несколько жертвуя проч-
ностью вершины, выбрать пластину,
которой можно было бы выполнить
все черновые проходы. Поскольку
данные операции относятся к получер-
новым, такой пластиной является плас-
тина ^^МО с длиной режущей кромки
15 мм, радиусом при вершине 1,2 мм,
геометрии РМ и твердого сплава марки
ОС4025.
Задний угол при копировальной
обработке
При копировальной обработке задние
углы на главной и вспомогательных
режущих кромках должны обеспечить
отсутствие затирания инструмента об
уже обработанную поверхность в слож-
ных по конфигурации участках про-
филя вала. Если задние углы слишком
малы, то при затирании происходит
интенсивное тепловыделение и интен-
сивный износ инструмента, а если
слишком велики, то снижается проч-
ность режущей кромки. Наибольшая
прочность режущих кромок у пластин
без задних углов, но такая пластина
должна быть наклонена относительно
базовых поверхностей корпуса дер-
жавки и максимальный задний угол,
который может быть обеспечен не
превышает 6°.
Особенно сложные условия возникают
при врезании инструмента, обрабаты-
вающего наклонные к оси детали
поверхности, когда вспомогательные
задний угол и угол в плане должны
обеспечивать отсутствие затирания
вспомогательной режущей кромки об
обработанную поверхность. Эти углы
должны быть достаточны (не менее 7°),
чтобы получить требуемые шерохова-
тость обработанной поверхности и
стойкость инструмента. Максимальный
угол, с которым возможно производить
врезание, определяется углом при вер-
шине пластины и главным углом в
плане на державке.
Пластины с задними углами наиболее
пригодны для выполнения копироваль-
ных операций с врезанием под углом, а
также и для чистовых проходов.
Поэтому для чистовой копировальной
операции рекомендуется пластина
ВСМТ, которая может работать на
подачах в любых направлениях, годится
для копировальной обработки, в том
числе и с врезанием под углом, обес-
печивая при этом точность и чистоту
обработки. Для работы с глубиной 1 мм
рекомендуется пластина геометрии 15М
с длиной режущей кромки 11 мм, радиу-
сом при вершине 0,8 мм из твердого
сплава марки ОС4025.
8АМРУ1К
Соготап!
Условия формирования стружки различны при рабочей подаче по направлению к
оси детали и от нее. Как видно из рисунка, предподчтительнее, где это возможно,
стремиться использовать рабочую подачу по направлению к оси детали
Нарезание резьбы и
окончательный проход
Последней нарезается резьба М22 с
шагом 1,5 мм резьбовым резцом типа
ЦМоск с резьбовой полнопрофильной
пластиной универсальной геометрии из
твердого сплава (ЗС1020. Операция
выполняется за 6 проходов при наклон-
ном врезании.
После чего производится окончатель-
ный проход по профилю с глубиной
резания 0,5 мм и снятие заусенцев
пластиной УВМТ с геометрией 15М из
сплава марки ОС4025. И наконец,
окончательно прогоняется резьба для
удаления заусенцев. Отрезка готовой
детали производится пластиной О-сШ
геометрии 4Е из сплава ОС235 и сни-
мается фаска за три комбинированных
прохода.
Формирование стружки
при копировальной
обработке
При обработке наклонных поверх-
ностей с врезанием возникают
проблемы с формированием струж-
ки: изменяется главный угол в
плане и увеличивается рабочая
длина режущей кромки, что при-
водит к условиям резания, выхо-
дящим за область устойчивого
стружкодробления для применяе-
мой пластины.
При обработке уступов со значи-
тельной разницей по диаметру
глубина резания может сущест-
венно возрасти, что вызывает
необходимость применения плас-
тины с более длинной режущей
кромкой и державки с соответ-
ствующим главным углом в плане.
При резании с подачей от центра,
когда глубина резания довольно
велика, а толщина стружки мала,
также возникают проблема с ее
дроблением. Иногда эти проблемы
удается решить, сменив направле-
ние рабочей подачи.
8АМРУ1К
Соготап!
Изготовление деталей типа
втулки из цельной заготовки
Точение с небольшими сечениями
среза
Пример иллюстрирует типичную обра-
ботку на станках с ЧПХ когда выпол-
няются семь различных операций:
черновое точение, чистовое точение,
сверление, растачивание, обработка
канавок, нарезание резьбы и отрезка.
Применение более экономичных плас-
тин в форме ломаного трехгранника
показывается как рациональная аль-
тернатива при токарной обработке с
небольшими сечениями среза.
Для полной обработки многих деталей,
в том числе валов и втулок, которая
осуществляется на двух и трехкоор-
динатных токарных станках с ЧПУ
требуется выполнить несколько раз-
личных типов операций.
Рассмотрим обработку втулки из цель-
ной заготовки из нелегированной угле-
родистой стали (СМС 01.2) твердостью
НВ207. Заготовка диаметром 60 мм и
длиной 105 мм закрепляется в патроне
станка с ЧПУ обладающего большими
технологическими возможностями и
мощностью. Такой станок необходим,
т.к. при обработке приходится удалять
довольно значительный объем мате-
риала, а партии деталей, подлежащих
обработке, невелики.
Сначала производится черновая обра-
ботка по наружному диаметру и под-
резка торца, т.е. инструмент должен
обеспечивать работу в двух взаимно
перпендикулярных направлениях. Для
этой цели каталог СогоКеу рекомен-
дует пластины с углом при вершине 80°
с достаточно прочной режущей крокой,
с геометрией РМ. Условия обработки
хорошие и поэтому даже для чернового
прохода можно выбрать высоко-
стойкий твердый сплав СС4015 для
высоких скоростей резания. Скорость
резания безусловно должна быть скор-
ректирована с учетом твердости, кото-
рая в нашем случае выше, чем для
базового варианта.
Пластина типа \\ПЧМ6 - это неболь-
шая пластина с шестью режущими
лезвиями и углом при вершине 80°.
Прочность пластины такая же, как и у
ромбической пластины С^МС^, но
длина режущих кромок у нее меньше,
поэтому она хорошо подойдет для
небольших сечений среза, к тому же
стоимость одной режущей кромки этой
пластины значительно ниже.
Двусторонняя пластина \\ПЧМСг подхо-
дит и для чистовой обработки втулки.
Выбрав геометрию РР и сплав марки
6С4015, при подаче 0,2 мм/об и глу-
бине резания 0,5 мм можно обеспечить
требуемую высоту микронеровностей
На 3,2 мкм.
8АМРУ1К
Соготап!
Сверление втулки
Следующая операция - сверление цент-
рального отверстия диаметром 30 мм
на глубину 62 мм, которое произво-
дится сверлом типа 17 со сменными
пластинами. Сверло выбирается так,
чтобы обеспечить обработку отверстия
длиной три диаметра, с центральной и
периферийной пластинами \УСМХ
геометрии 53 из сплава марки СС1020.
Рекомендуемые начальные значения
параметров режима резания - подача
0,2 мм/об, скорость резания 160 мм/мин.
Стружкодробление можно, при необхо-
димости, улучшить путем изменения
скорости резания и подачи.
Просверленное отверстие обрабаты-
вается начисто расточной оправкой
Т-Мах 17 диаметром 16 мм с главным
углом в плане 90°, на которой винтом
закрепляется пластина ТСМТ гео-
метрии 17М из твердого сплава ОС4015.
Геометрия 17М, предназначенная
скорее для получистовой обработки,
выбрана с целью обеспечения более
прочной режущей кромки для такого
износостойкого сплава, каким является
СС4015. Принимая во внимание
повышенную твердость обрабатывае-
мой детали и подачу 0,2 мм/об,
рекомендуется скорость резания 275
м/мин при глубине обработки 0,6 мм.
Обработка канавки, нарезание
резьбы и отрезка
Обработка канавки шириной 4 мм
выполняется для обеспечения выхода
резьбового инструмента. В качестве
первого выбора для этой цели реко-
мендуется канавочный резец системы
О-си1 типа 151.22 и пластина геометрии
50 из сплава марки ОС4025.
Нарезание винтовой резьбы произво-
дится пластиной с универсальной гео-
метрией из сплава марки 6С1020.
Полнопрофильная резьба М50 х 1,5
нарезается семью проходами.
Отрезка втулки производится резцом
О-Си! с нейтральной пластиной гео-
метрии 5Е из сплава марки ОС235.
Данный пример является достаточно
типичным для деталей, обрабатывае-
мых малыми партиями. Большинство
используемого инструмента соответ-
ствует рекомендациям СогоКеу для
первого выбора. При выборе инстру-
мента следует исходить из сочетания
трех факторов: производительность,
надежность и качество.
8АИРУ1К
Соготап!
Точение вала
напаиваемым инструментом
или инструментом с СМП
История развития
твердосплавного инструмента
Первые инструменты, оснащенные
твердыми сплавами, появились в соро-
ковых годах. Твердосплавная пластина
напаивалась на стальной корпус, а
затем затачивалась для придания необ-
ходимой формы. Заточкой обеспе-
чивались различные углы в плане,
радиусы при вершине и геометрия
передней поверхности. В то время
такие резцы стали сущест-
венным шагом вперед в
развитии режущего инст-
румента, который ранее
изготавливался только из
быстрорежущей стали.
Напайка твердого сплава
предъявляет определен-
ные требования к твер-
дому сплаву, которые не
совпадают с требованиями
процесса резания. И, в
какой-то мере, напайка
стала тормозить совер-
шенствование твердого
сплава как режущего метериала. После
того, как появились надежные механи-
ческие способы закрепления твердо-
сплавных пластин на державках и была
усовершенствована технология их
прессования, в 60-ые годы резцы с
напаиваемыми пластинами стали заме-
няться резцами с механическим креп-
лением неперетачиваемых твердо-
сплавных пластин, которые обеспе-
чивали более высокую производитель-
ность обработки.
Нанесение износостойких покрытий на
твердосплавные неперетачиваемые
пластины было еще одним скачком в
повышении производительности ме-
таллообработки, оставившим напаи-
ваемый инструмент далеко позади.
Применение неперетачиваемых плас-
тин значительно сокращает интрумен-
тальные расходы и расходы на резание
для большинства токарных и фрезер-
ных операций. Исключаются дорого-
стоящие заточка и переустановка инст-
румента. Поскольку режущая кромка
не затачивается, то отпадает необ-
ходимость в однородности структуры
твердого сплава по всему сечению и
появляется возможность нанесения
тонких поверхностных износостойких
слоев.
99^,^
Пластины с
покрытием
8АМ0Х/1К
Соготап!
Точение вала
напаиваемым инструментом
или инструментом с СМП
Пример токарной обработки
Резцы с СМП
Рассмотрим обработку на универсаль-
на том же станке и для выполнения той
ном токарном станке валика из легиро-
ванной стали (СМС 02.1) с твердостью
НВ180. Обработка включает черновые
проходы для снятия
основного объема ме-
талла, а затем чисто-
вую обработку по диа-
метру, подрезку торца и
отрезку.
При применении напаи-
ваемого инструмента
для черновой обработ-
ки используется резец
180 6 с главным углом
в плане 90°, который
производит обработку
за несколько проходов, причем стружка
представляет собой непрерывную спи-
раль. Для чистового
прохода и подрезки
торца используется тот
же резец, но с большим
радиусом при вершине,
получаемый шлифова-
нием. Стружка при
подрезке образуется в
виде непрерывной лен-
ты, которая скапли-
вается на станине. Для
отрезки применяется
лезвие из быстроре-
жущей стали, закреп-
ляемое в резцедержа-
теле станка.
же операции можно использовать и
современные резцы с неперетачивае-
мыми твердосплавными пластинами.
Для черновых проходов использовался
резец Т-Мах Р с главным углом в плане
95° с пластиной \УИМС геометрии РМ
из сплава марки 6С4025. Для чистовой
обработки по диаметру и подрезки тор-
ца применялся резец с круглой пласти-
ной КСМТ из той же марки твердого
сплава.
Отрезка выполнялась резцом О-си! с
выдвижным блоком-лезвием, оснащен-
ным отрезной нейтральной пластиной
геометрии 4Е из сплава ОС 235.
Правильный выбор режимов резания
обеспечил устойчивое стружкодробле-
ние на всех проходах обработки.
Стружка от
инструмента с
неперетачиваемыми
пластинами
Производительность
При сравнении процесса обработки
было установлено, что прозводитель-
ность при использовании инструмента с
СМП возрастает вдвое, значительно
улучшается стружкодробление, исчез-
ли клубки путаной стружки. Резцы с
напаиваемыми пластинами работают
на более мягком режиме резания и
имеют при этом меньшую стойкость,
чем резцы с СМП. При заточке изно-
шенного резца практически невоз-
можно обеспечить первоначальную
геометрию режущей кромки, особенно,
когда приходится затачивать еще лунки
или порожки, которые обеспечивают
дробление стружки. При износе одной
режущей кромки у неперетачиваемой
пластины, она просто поворачивается в
гнезде корпуса, а когда износились все
режущие кромки, меняется сама
пластина. За одно и то же время резцы
с неперетачиваемыми пластинами
обрабатывают вдвое больше деталей.
ЗАМОМК
Соготап!
Правильный выбор инструмента и
параметров режима резания
Факторы, влияющие на выбор инструмента
Заготовка Материал Конфигурация Точность/ Шероховатость Станок Производство Инструмент Мощность Затраты Операция Жесткость Размер партии Условия обработки Приспособление Тип пластины Параметры режима резания
Деталь.............................................
—
Материал заготовки: Р
Твердость: (НВ)
М
К
Выбрать для каждой операции
Тип операции (внутренняя/наружная обработка и т.п.) Тип
крепления пластины: (Т-Мах Р, Т-Мах 0, Р-Си1, и т.п.) Размер
хвостовика.
Вид обработки-Геометрия передней поверхности:
(Р, М, Р) .........................................
Условия обработки - Марка сплава:
(Хорошие О, Нормальные Э, Тяжелые •) ..............
Форма и размер пластины
(С, 0,8, Т и т.д. и длина режущей кромки)..........
Радиус при вершине: Т-Мах Ц/Т-Мах Р
Чистовая обработка 04 08
Получистовая обраб. 08 08
Черновая обработка 08 12
(Первый выбор)
Державка:.......................................
Пластина:.......................................
Параметры режима резания
Глубина резания, ар (мм) = .................
Подача, /п (мм/об) = .......................
Скорость резания, ус (м/мин) = .............
Частота вращения шпинделя, п (об/мин) = ....
Число проходов = ...........................
Охлаждение (да/нет) ........................
Принимать во внимание
Требуемая шероховатость:....................
Требуемая мощность: ........................
Коэффициент изменения скорости резания
в зависимости от требуемой стойкости:
Коэффициент изменения скорости резания
в зависимости от твердости обрабатываемого материала:
Деталь Заготовка Материал: Сталь (180 Р) Шестерня Пруток СМС 02.1 НВ 180 Т1
Т- Л
> 1
Выбор инструм ! 4
Г—Л 50 ^2
90
ента
Мо. опера- ции Державка Пластина Геометрия Марка сплава о о •
1
2
3
4
5
6
7
8
После дов< зтель ность переходе в г4==Ф 3 2 1—/ 1
—
Параметры режима резания
ар (мм) /п (мм/об) (м/мин) п (об/мин) Кол-во прохо- дов Охлаж- дение Да/Нет Примечание: например, стр. в СогоКеу, шероховатость поверхности, мощность и т.п.
Деталь Заготовка Материал: Нерж, сталь (180 М)
Фланец Диск СМ 05.21 НВ 180
Т2
Выбор инструмента
8а: 3,2
Ыо. опера- ции Державка Пластина Геометрия Марка сплава о о •
1
2
3
4
5
6
7
8
Параметры режима резания Па: 3,2
ар (мм) /п (мм/об) Ус (м/мин) п (об/мин) Кол-во прохо- дов Охлаж- дение Да/Нет Примечание: например, стр. в СогоКеу, шероховатость поверхности, мощность и т.п.
Деталь Заготовка Материал: Чугун (180 К)
Кольцо Отливка СМС 08.2 НВ 180
тз
2х45°|'х2/
Выбор инструмента
Мо. опера- ции Державка Пластина Геометрия Марка сплава о о •
1
2
3
4
5
6
7
8
|8АМ0У1К|
|ИЕШйШИ;
Параметры режима резания
ар /п ус п Кол-во Охлаж- Примечание: например, стр. в СогоКеу,
(мм) (мм/об) (м/мин) (об/мин) прохо- дение шероховатость поверхности, мощность
дов Да/Нет и т.п.
Деталь Заготовка Материал: Сталь (180 Р) Маховик Поковка СМС 02.1 НВ 160 Т4
ВО^ 25°Ь <2/ Д 4x25° <3^4 V- -——ж’ ’ ]Т
I / / \ г1
/////////// <Г Г 1Г /\ V
И
Ю О> О — — — 1 .025. Ф62 > о >1 К ► ^1
//// ^//
-2. V
/ —
. 54 Па: 3,2
Выбор инструмента
Ио. опера- ции Державка Пластина Геометрия Марка сплава о о •
1
2
3
4
5
6
7
8
Параметры режима резания Па: 3,2
ар (мм) I п (мм/об) Ус (м/мин) п (об/мин) Кол-во прохо- дов Охлаж- дение Да/Нет Примечание: например, стр. в СогоКеу, шероховатость поверхности, мощность и т.п.
—
Деталь Заготовка Материал: Сталь (180 Р) Диски Пруток и СМС 01.2 НВ 207 кольцо труба Т5
Отрезка К\\Ук\\\Ч ! । Ф60 . Н I 1! У/. V/ \,Ф25С\ ~ Ф36 ~ А 7
Выбо| 8^
р инструмеь 8 <та
Мо. опера- ции Державка Пластина Геометрия Марка сплава О О •
1
2
3
4
5
6
7
8
Параметры режима резания
ар (мм) /п (мм/об) *с (м/мин) п (об/мин) Кол-во прохо- дов Охлаж- дение Да/Нет Примечание: например, стр. в СогоКеу, шероховатость поверхности, мощность и т.п.
ГвА^РУТК]
[ИЕ2ЕЕЕШИ]
Деталь Заготовка Материал: Нерж.сталь (180 М) Диск и Пруток и СМ 05.21 НВ 180 кольцо труба Тб
Отре кзка
8 та д О) - <о •в 4 ! ! 11
А
— Г' , л - $$ > > 1.
У/ 1
Выбор инструмен 8е
Ио. опера- ции Державка Пластина Геометрия Марка сплава • ©о
1
2
3
4
5
6
7
8
[8АЕЮУ1К]
[ИЕЕиШЯВ]
Параметры режима резания
ар (мм) I п (мм/об) *с (м/мин) п (об/мин) Кол-во прохо- дов Охлаж- дение Да/Нет Примечание: например, стр. в СогоКеу, шероховатость поверхности, мощность и т.п.
18АГ1РУ1К1
иеиепи
Вал Пруток СМС 01.2 НВ 207
Т7
Выбор инструмента
Ио. опера- ции Державка Пластина Геометрия Марка сплава о э •
1
2
3
4
5
6
7
8
Параметры режима резания
ар (мм) /п (мм/об) ус (м/мин) п (об/мин) Кол-во прохо- дов Охлаж- дение Да/Нет Примечание: например, стр. в СогоКеу, шероховатость поверхности, мощность и т.п.
Вал Пруток СМ 05.21 НВ 180
Т8
Выбор инструмента Ра' 3,2
Ио. опера- ции Державка Пластина Геометрия Марка сплава о о •
1
2
3
4
5
6
7
8
Параметры режима резания
ар (мм) / п (мм/об) (м/мин) п (об/мин) Кол-во прохо- дов Охлаж- дение Да/Нет Примечание: например, стр. в СогоКеу, шероховатость поверхности, мощность и т.п.
Втулка Пруток СМС 01.2 НВ 207
Т9
Выбор инструмента
Ра: 3,2
Ио. опера- ции Державка Пластина Геометрия Марка сплава о э •
1
2
3
4
5
6
7
8
Параметры режима резания На: 3,2
ар (мм) / п (мм/об) Ус (м/мин) п (об/мин) Кол-во прохо- дов Охлаж- дение Да/Нет Примечание: например, стр. в СогоКеу, шероховатость поверхности, мощность и т.п.
Деталь Заготовка Материал: Сталь (150 Р) Ось Пруток СМС 02.1 НВ 180 Т10
7 § •е Л Р5 г ,
3 — -
2 —
35 , , 30 ~ ~ 70
740
Выбор инструмента
ГМо. опера- ции Державка Пластина Геометрия Марка сплава о о •
1
2
3
4
5
6
7
8
Параметры режима резания
ар (мм) I п (мм/об) ус (м/мин) п (об/мин) Кол-во прохо- дов Охлаж- дение Да/Нет Примечание: например, стр. в СогоКеу, шероховатость поверхности, мощность и т.п.
Универсальный метод обработки
Фрезерование - это резание материала
инструментом, имеющим главное дви-
жение вращения и хотя бы одно движе-
ние подачи, направленное не по оси
инструмента. Фрезы обычно являются
многолезвийными инструментами.
Фрезерование - эффективный метод
обработки, при котором каждая из
режущих кромок фрезы снимает оди-
наковое количество металла. Наиболее
часто фрезерование применяется для
обработки плоских поверхностей, но
также быстрыми темпами развивается
фрезерование сложных поверхностей
на станках с числовым программным
управлением.
Фрезы широко применяются на обра-
батывающих центрах и фрезерных
станках различных типов. Путем фре-
зерования можно получить широкий
спектр деталей, причем зачастую
операции точения и фрезерования
производятся за одну установку (на
токарных обрабатывающих центрах).
Фрезерование стало универсальным
методом обработки и находит все
большее применение. Этому способст-
вует развитие инструмента, станочного
парка и систем контроля за процессами.
Традиционные методы обработки
сегодня следует переосмыслить, т.к.
разработаны новые способы обра-
ботки заготовок, которые более
эффективны и дают лучшие резуль-
таты. Чистовая обработка шлифова-
нием все чаще заменяется фрезеро-
ванием, электроэрозионная обработка
все чаще используется наряду с фрезе-
рованием.
Наиболее часто используемые фрезер-
ные операции:
• фрезерование плоскостей как
сплошных, так и прерывистых
• фрезерование внутренних поверх-
ностей заготовок, требующих
большого вылета инструмента
• фрезерование пазов
• фрезерование нескольких
плоскостей
• фрезерование углублений, карманов
полостей
• операции разрезки
• фрезерование узких канавок
• фрезерование уступов разных
размеров
• торцевое фрезерование нежестких
заготовок
• дисковое фрезерование тонких
заготовок
• фрезерование вертикальных
плоскостей
• фрезерование широких канавок
• торцевое фрезерование с большим
вылетом инструмента
• комбинированное торцевое фрезеро-
вание уже имеющихся пазов и т. п.
Приведенная классификация фрезер-
ных операций очень полезна при со-
ставлении технологических процессов
и выборе инструмента. Она помогает
определить требования, предъявляе-
мые к инструменту, и быстрее находить
оптимальные решения.
►
8АМРУ1К
СоготапТ
Вращающийся инструмент
При фрезеровании чаще всего враща-
ющийся инструмент поступательно пе-
ремещается относительно обрабаты-
ваемой заготовки. Наиболее распро-
страненной фрезерной операцией
является торцевое фрезерование, при
котором заготовка перемещается
относительно вращающегося вокруг
вертикальной оси инструмента (1).
При фрезеровании дисковой фрезой
инструмент вращается относительно
горизонтальной оси, перпендикулярно
к которой перемещается заготовка (2).
Большинство фрез не могут произво-
дить обработку при движении подачи,
направленном вдоль оси фрезы. Фрезы
могут врезаться в заготовку вдоль оси
фрезы лишь на величину меньшую, чем
вылет торцевых зубьев из корпуса
фрезы. Исключение из этого правила
составляют ряд концевых фрез, у кото-
рых хотя бы одна торцевая режущая
кромка перекрывает ось фрезы (3).
Некоторые концевые фрезы могут
даже просверлить отверстие при вреза-
нии в заготовку
Параметры режима резания
Частота вращения фрезы соответ-
ствует частоте вращения шпинделя (п)
и измеряется числом оборотов в ми-
нуту. Скорость резания (ус) - скорость
перемещения режущих кромок фрезы.
Как для точения и сверления, скорость
резания при фрезеровании может быть
рассчитана по той же формуле. Подача
при фрезеровани (ур) - это скорость
перемещения заготовки и, соответ-
ственно, стола станка в минуту.
Глубина резания при фрезеровании (ар)
измеряется вдоль оси вращения фрезы,
при торцевом фрезеровании - это рас-
стояние между обработанной и еще
необработанной поверхностями, при
дисковом фрезеровании - это, как пра-
вило, ширина фрезы.
Ширина фрезерования (ае) - это вели-
чина срезаемого припуска, измеренная
в радиальном направлении. Для торце-
вого фрезерования - это расстояние,
перпендикулярное направлению дви-
жения стола от края заготовки до
необработанной поверхности, для трех-
стороннего дискового фрезерования -
это глубина врезания фрезы.
При торцевом фрезеровании очень
важны соотношения между размером
фрезы и заготовкой и их взаимное
расположение. При выборе диаметра
фрезы (Э) учитывают ширину обраба-
тываемой детали. В лучшем случае,
диаметр фрезы должен на 30% превы-
шать ширину обрабатываемой детали,
но могут возникнуть ограничения,
связанные с мощностью и жесткостью
станка. При торцевом фрезеровании
нередко полная ширина детали обраба-
тывается за несколько проходов.
Скорость резания (м/мин):
Я © X п
ЗА1МРУ1К
СоготапГ
Число зубьев фрезы (гп) имеет боль-
шое значение для процесса фрезерова-
ния. Изменяя число зубьев, можно
влиять на процесс резания. При резании
обязательно, чтобы в контакте с заго-
товкой находилось не менее одного
зуба, но большое количество зубьев,
находящееся в работе одновременно, не
всегда желательно, так как может
привести к возникновению вибраций
при недостаточной мощности станка.
Подача на зуб
При вращении фрезы и перемещении
ее вдоль заготовки зубья периодически
входят в материал заготовки и выходят
из него. Подача на зуб (Г2) - это рас-
стояние между траекториями движения
двух смежных зубьев, измеренное по
направлению движения подачи. Это
основной фактор, который определяет
область применения и производитель-
ность инструмента. Величины подачи
на зуб приводятся в рекомендациях по
режимам резания.
Если у фрезы 6 зубьев (пластин), то
смещение фрезы относительно заго-
товки за время одного оборота будет в
6 раз больше, чем при работе одного
зуба. Относительное смещение фрезы
и заготовки за один оборот фрезы
представляет собой величину подачи за
оборот, которая, как вспомогательная
характеристика, удобна для чистовой
обработки.
Различные виды подач: подача на зуб,
подача за оборот, подача в минуту свя-
заны с количеством пластин (зубьев) на
фрезе и числом оборотов шпинделя
простыми формулами.
Толщина срезаемого слоя
Положение фрезы относительно заго-
товки существенно влияет как на про-
цесс стружкообразования, так и на
нагрузку на каждое режущее лезвие, а
также на результаты обработки. При
расположении торцевой фрезы, диа-
метр которой на 30% превышает шири-
ну заготовки, по середине заготовки,
толщина срезаемого слоя по ее длине
меняется незначительно: стружка нес-
колько тоньше по краям при врезании и
выходе каждого зуба, чем по середине.
Если расположить фрезу так, чтобы
врезание или выход зубьев из зоны кон-
такта совпадали с краем заготовки, то
стружка будет в форме клина. Такой же
тип стружки образуется при дисковом
фрезеровании у дна обрабатываемого
паза. Толщина срезаемого слоя в про-
цессе фрезерования изменяется и до-
статочно сложна для прогнозирования.
Однако, толщина срезаемого слоя,
снимаемого каждым зубом фрезы,
является важным параметром для
процесса фрезерования и стойкости
инструмента. Средняя толщина среза
всегда должна превышать опреде-
ленное минимальное значение и быть
меньше допустимого максимального.
При недостаточной подаче на зуб режу-
щая способность пластин и возмож-
ности станка будут использованы
неполностью.
ЗАМРУ IК
СоготапГ
Подача на зуб и
средняя толщина стружки
При торцевом фрезеровании средняя
толщина срезаемого слоя приблизи-
тельно равна подаче на зуб фрезы,
особенно при главном угле в плане 90°.
Если выбранная подача на зуб не
выходит за диапазон значений, приве-
денных в рекомендациях СогоКеу, то
можно быть уверенным, что обеспечен
удовлетворительный процесс форми-
рования стружки для рассматриваемой
операции и обрабатываемого мате-
риала. Обычно рекомендуемый диа-
пазон подач на зуб: от 0,1 до 0,4 мм. При
повышенной твердости обрабатывае-
мого материала и повышенных требо-
ваниях по шероховатости поверхности
необходимо снизить подачу на зуб, а
при возникновении вибраций или
интенсивном износе режущих кромок,
наоборот, ее повысить.
Часто лимитирующим фактором явля-
ется потребляемая мощность, которая
зависит от нагрузки на каждую плас-
тину (зуб), которая тем больше, чем
больше толщина срезаемого слоя, и
количества пластин, одновременно
участвующих в резании. Толщина среза
при торцевом фрезеровании зависит от
главного угла в плане на фрезе. При тех
же самых режимах для фрезы с углом в
плане 45° толщина срезаемого слоя
меньше, чем для фрезы с углом в плане
90°. Толщина стружки несколько
меньше подачи на зуб.
Относительное положение фрезы
При дисковом фрезеровании, при обра-
ботке концевыми фрезами в некоторой
степени, а также при торцевом фрезе-
ровании, когда центр фрезы лежит вне
обрабатываемой поверхности, средняя
толщина срезаемого слоя существенно
меньше подачи на зуб, поэтому необхо-
димо убедиться, что она превышает
минимально допустимую величину Для
нормального процесса резания толщи-
на среза не должна быть менее 0,07 мм.
Если она составляет приблизительно
0,02 мм, то происходит не резание, а
скобление, что ведет к интенсивному
выделению тепла и износу инструмента
по задней поверхности.
Чем больше центр фрезы удален от
края детали, тем тоньше срезаемый
слой при той же подаче на зуб. Эта
зависимость подтверждается таблицей,
где для трех различных величин подачи
на зуб приведены величины средней
толщины срезаемого слоя в зависи-
мости от отношения ширины фрезеро-
вания к диаметру фрезы.
Подача на зуб:
Средняя толщина стружки:
(Для цилиндрического
дискового фрезерования)
8АЩУ1К
Соготап!
Подача, стружка и шаг зубьев фрезы
При выборе фрезы следует очень вни-
мательно подходить к такому парамет-
ру, как шаг зубьев, который представ-
ляет собой расстояние между сосед-
ними зубьями и для каждого диаметра
фрезы зависит от числа зубьев (гп).
Обычно каждый типоразмер фрезы
выполняется в трех вариантах по шагу
зубьев.
Шаг зубьев фрезы может быть круп-
ным (Ь), нормальным (М) и мелким
(Н).Так фреза диаметром 80 мм с круп-
ным шагом имеет 4 пластины (зуба), с
нормальным - 6 пластин, с мелким - 8.
Иногда шаг делается неравномерным
для предотвращения
вибраций.
Наиболее часто используются фрезы с
нормальным шагом (М). Они реко-
мендуются для первого выбора, так как
могут успешно выполнять достаточно
много различных операций.
Фрезы с крупным шагом (Ь), т. е. с
меньшим количеством пластин, пред-
назначены для нежестких станков и
тяжелых условий обработки, когда
необходимы большие вылеты инстру-
мента, а мощность станков невелика.
Такие фрезы работают при малых
подачах стола, снимая металл малым
числом режущих зубьев, у них всегда
достаточно места между пластинами
для размещения даже длинных
стружек.
Фрезы с мелким шагом (Н) с большим
количеством пластин следует приме-
нять на жестких и мощных станках при
хороших условиях обработки, когда
есть условия для полной реализации
режущих возможностей пластин на
высоких подачах стола. Они пригодны
также для обработки материалов, даю-
щих элементную стружку таких, как
серый чугун (СМС 08 по классифика-
ции Коромант) и некоторых жаропроч-
ных материалов, например, СМС 20,
когда необходимо ограничивать ско-
рости резания. Такие фрезы имеют
преимущества и при обработке узких
поверхностей, поскольку обеспечивают
достаточное число одновременно рабо-
тающих пластин и, соответственно,
более стабильное протекание процесса
резания.
Таким образом, удовлетворительное
протекание процесса резания при
фрезерование зависит от достаточной
толщины срезаемого слоя, которая
связана с величиной подачи на зуб, а та,
в свою очередь, с правильным выбором
шага фрезы, исходя из диапазона
возможных величин подач фрезерного
станка.
8АМРУ1К
Соготап!
Главный угол в плане
На толщину срезаемого слоя при фре-
зеровании влияет главный угол в плане,
который представляет собой угол
между главной режущей кромкой
пластины и направлением подачи. В
основном фрезы выпускаются с глав-
ным углом в плане 45° и 90°, особый
случай представляют фрезы с круг-
лыми пластинами. Каждый тип фрез
отличается по геометрии и, соответ-
ственно, при резании образует стружку
различной формы.
Направление силы резания в значи-
тельной степени зависит от величины
главного угла в плане. При угле в плане
90° сила резания направлена, в основ-
ном, радиально в соответствии с
направлением подачи. Это означает,
что обрабатываемая поверхность не
подвергается большому давлению и это
благоприятно для нежестких загото-
вок. Основная область применения
таких фрез - обработка перпендику-
лярных уступов.
При обработке фрезой с углом в плане
45° осевые и радиальные силы резания
практически одинаковы и потреб-
ляемая мощность невысока. Это фрезы
универсального применения. Особенно
они рекомендуются для обработки ма-
териалов, дающих элементную струж-
ку и склонных к выкрашиваниям при
значительных радиальных усилиях на
выходе инструмента. При врезании
инструмента меньше нагрузка на режу-
щую кромку и меньше склон-
ность к вибрациям при больших
вылетах инструмента или при
закреплении в приспособлениях
с небольшими усилиями за-
жима.
Толщина срезаемого слоя при
угле в плане 45° меньше, чем
при угле в плане 90° и
той же подаче на
зуб, что позво-
ляет увеличи-
вать подачу
на зуб, соот-
ветственно, и
минутную подачу
стола, т.е. работать с
большей производительностью.
У фрез с круглыми пластинами глав-
ный угол в плане меняется от 0 до 90° в
зависимости от глубины резания. Эти
фрезы имеют очень прочную режущую
кромку, могут работать на больших
подачах стола, поскольку образуют
довольно тонкую стружку на большой
длине режущей кромки. Направление
сил резания меняется вдоль радиуса
пластины, поэтому направление сум-
марной нагрузки зависит от глубины
резания.
Фрезы с круглыми режущими пласти-
нами рекомендуется применять для
обработки труднообрабатываемых
материалов таких, как титан и сложно-
легированные сплавы. Современная
геометрия круглых пластин делает их
более универсальными, обеспечивая
стабильность процесса резания, мень-
шую потребляемую мощность и,
соответственно, меньшие требования к
жесткости оборудования. В настоящее
время это фрезы широкого приме-
нения как в торцевом, так и концевом
исполнении используются при снятии
больших объемов металла.
Мощность при
фрезеровании
Значение удельной силы
резания кс:
ПВО Р = 17М -2ВМ
ПВО М = Ж00 - ЗЖ©
ПВО 1% = Ш - И5М
ТЦ а 0Я5
►
8АМРУ1К
Соготап!
Направление фрезерования
Существует два способа фрезерования,
определяемые направлением движения
заготовки относительно вращающего-
ся инструмента. Их принципиальное
различие в толщине срезаемого слоя
при врезании и выходе зубьев из зоны
резания. Первый способ (1) - фрезеро-
вание по подаче или попутное фрезеро-
вание, когда направление движения
заготовки и скорости резания совпа-
дают, при этом стружка имеет макси-
мальную толщину при врезании.
Другой способ (2) - фрезерование
против подачи или встречное фрезеро-
вание, когда скорости резания и движе-
ние подачи заготовки направлены в
противоположные стороны. При вреза-
нии толщина стружки равна нулю, на
выходе - максимальна и происходит, в
какой-то степени, процесс скобления
перед началом резания.
Направление силы резания - важный
момент для дискового фрезерования,
некоторых операций концевого фрезе-
рования и при торцевом фрезеровании,
если фреза имеет значительное сме-
щение относительно заготовки. При
попутном фрезеровании заготовка
прижимается силами резания к столу
станка, а при встречном отрывается от
него.
С точки зрения процесса резания пред-
почтительнее попутное фрезерование.
Встречное фрезерование рекомендует-
ся применять при наличии люфтов в
станке или каких-либо других неблаго-
приятных для попутного фрезерования
факторах.
Возможны три основных соотношения
размеров фрезы и заготовки:
- диаметр фрезы равен ширине заго-
товки или несколько меньше, что
обуславливает тонкую стружку при
врезании и выходе или же обработка
производится в несколько проходов;
- диаметр фрезы на 30% больше шири-
ны заготовки, что является наилучшим
из вариантов;
- диаметр фрезы значительно больше,
чем ширина обработки и ось фрезы
находится вне обрабатываемой поверх-
ности.
Последний случай характерен для
торцевого фрезерования и обработки
концевыми фрезами.
Ширина фрезерования особенно силь-
но влияет на выбор диаметра фрезы
при обработке торцевыми фрезами.
Если обработка может быть произве-
дена только за несколько проходов, то
ширина резания за каждый проход
должна быть равной 4/3 диаметра
фрезы. При этом формирование струж-
ки и нагрузка на режущие кромки
будут оптимальными.
Симметричное положение фрезы
нежелательно
Когда диаметр фрезы несколько пре-
вышает ширину заготовки, т. е. в наи-
лучшем случае, ось фрезы всегда сле-
дует смещать с оси симметрии заго-
товки. Близкое расположение оси фре-
зы к оси симметрии заготовки позво-
ляет обеспечит почти наикратчайший
путь зубьев фрезы в металле, хорошее
формирование стружки на входе и
выходе и благоприятную ситуацию
относительно ударных нагрузок на
пластину
Когда ось фрезы расположена точно по
оси симметрии заготовки, то законо-
мерное изменение силы резания при
врезании и выходе может привести к
возникновению вибраций, которые
приведут к повреждению пластин и
плохой шероховатости обработанной
поверхности. Небольшое смещение оси
фрезы с оси заготовки приведет к
стабилизации сил резания.
Каждый раз, когда зуб фрезы врезается
в заготовку, пластина подвергается
ударной нагрузке, величина которой
зависит от сечения стружки, обраба-
тываемого материала и типа операции.
Для процесса фрезерования очень
важно обеспечить наилучший контакт
режущих кромок с обрабатываемым
материалом при входе и выходе
каждого зуба, что достигается за счет
правильного положения фрезы.
В первом случае (1) ось фрезы значи-
тельно смещена от края заготовки и
удар при врезании приходится на
вершину пластины, которая является
самой чувствительной частью инстру-
мента. Последней из зоны резания
выходит также вершина пластины,
нагрузка мгновенно прекращается, что
создает своеобразный разгрузочный
удар.
Во втором случае (2) ось фрезы
расположена над краем заготовки.
Пластина выходит из зоны резания,
когда толщина стружки максимальна.
При таком положении фрезы возни-
кают ударные нагрузки при входе и
выходе.
В третьем случае (3) центр фрезы
находится над обрабатываемой поверх-
ностью и довольно далеко от ее края.
Первоначальный контакт с обрабаты-
ваемой заготовкой происходит в неко-
тором отдалении от чувствительной
вершины пластины, При выходе из
зоны резания пластина освобождается
от нагрузки постепенно.
►
8АМРУ1К
СоготапТ
Неблагоприятный выход из
резания
Следует отдельно рассмотреть усло-
вия выхода каждого зуба из зоны
резания, поскольку это имеет большое
значение для процесса обработки. В
конце процесса резания незначитель-
ное количество еще не срезанного
материала может уменьшить задний
угол. Возникновение растягивающего
усилия вдоль поверхности пластины в
момент схода стружки очень неблаго-
прятно, так как может привести к
поломке пластины (твердый сплав
плохо работает на растяжение), а
также к образованию заусенца на
обрабатываемой детали.
Ситуация становится критической,
если центр фрезы совпадает или
близко расположен к краю заго-
товки. При выходе зуба из резания
угол между передней поверхностью
пластины и краем заготовки должен
быть благоприятен для состояния
режущей кромки, а не способство-
вать ее разрушению.
Большие трудности возникают
при наличии раковин в обра-
батываемой заготовке. При-
ходится применять пластины с
более прочной режущей кром-
кой или даже выбрать фрезу
другого диаметра или шага.
Каждая фрезерная операция
должна быть внимательно проана-
лизирована для того, чтобы выбрать
наилучшую фрезу и пластины к ней.
Для фрезерования, как и для всех
операций металлообработки, для обес-
печения высокой производительности,
стойкости и качества деталей, стабиль-
ность процесса является решающим
фактором.
Неблагоприятное положение
режущей кромки относительно
края заготовки при выходе из зоны
резания создает дополнительную
нагрузку на вершину пластины, что
нередко приводит к ее сколам.
Рекомендации для улучшения
результатов фрезерования:
• убедитесь, что для выбранного
диаметра фрезы обеспечивается необ-
ходимая мощность и жесткость станка
• производите обработку с минималь-
но возможным вылетом инструмента
• при выборе шага фрезы стремитесь,
с одной стороны, чтобы не возникали
вибрации, т.е. в работе не находилось
одновременно слишком много зубьев,
а с другой стороны, для обеспечения
плавности процесса резания при обра-
ботке узких поверхностей и заготовок с
раковинами, чтобы зубьев не было
слишком мало
• убедитесь, что толщина срезаемого
слоя при выбранной подаче на зуб не
приведет к интенсивному износу инст-
румента
• по возможности используйте
попутное фрезерование
• используйте пластины с положитель-
ной геометрией для мягкого резания и
снижения потребляемой мощности
• выбирайте диаметр фрезы, учитывая
ширину обработки
• выбирайте правильный главный угол
в плане (наиболее универсален угол
45°)
• правильно размещайте фрезу
относительно заготовки
• используйте охлаждение только при
необходимости, обычно фрезерование
лучше производится без него
• следуйте указаниям по эксплуатации
фрезы и контролируйте износ
инструмента
8АЦРУ1К
СоготапТ
Операция и материал заготовки
Фрезерным инструментом выполняет-
ся большое число операций, особенно в
настоящее время, когда фрезы стали
более универсальными и могут обеспе-
чивать очень высокую точность обра-
ботки. Фрезы как многолезвийные
инструменты, оснащенные пластинами
с положительной геометрией и из
современных марок твердых сплавов,
обеспечивают высокую производи-
тельность обработки при эффектив-
ном использовании времени.
Основные виды поверхностей, обраба-
тываемые фрезерованием: плоскости,
поверхности с прямоугольными усту-
пами, канавки, пазы, полости, фаски,
фасонные профили. Для каждого
сочетания обрабатываемого мате-
риала и конфигурации
детали обычно можно
выбрать несколько
вариантов инструмента.
По рекомендациям каталога
СогоКеу можно выбрать
инструмент для подав-
ляющего большинства
фрезерных операций. В
каталоге можно найти
торцевые фрезы,
фрезы для обработки
прямоугольных усту-
пов, дисковые трех-
сторонние и концевые
фрезы.
Выбор фрезы даже по типу не всегда
однозначен, поскольку области их при-
менения пересекаются. Перед выбором
надо ознакомиться с требованиями по
точности, производительности и надеж-
ности, предъявляемым к операции, для
того, чтобы четко уяснить, какие
конечные результаты ожидаем полу-
чить.
Выбор инструмента для фрезерования
начинается с выявления следующих мо-
ментов: деталь, тип операции и станок,
которые определяют тип фрезы, при
этом следует внимательно рассмотреть
несколько альтернативных возможнос-
тей для достижения наибольшей
эффективности выполнения операции.
Заготовки, подвергаемые фрезерной
обработки, варьируются от огромных
монолитных блоков из высокопрочных
сталей до маленьких осей, где надо от-
фрезеровать плоскую лыску, от тонко-
стенных чугунных блоков до литья, где
необходимо обработать внутренние
полости.
При выборе фрезы необходимо учиты-
вать следующие факторы:
1. размеры и конфигурация поверх-
ностей подлежащих обработке и
требования к ним
2. жесткость детали и приспособления
для ее закрепления
3. необходимый вылет инструмента
4. тип обрабатываемого материала,
твердость и состояние
5. наличие предварительной обра-
ботки как механической,так и
термической
Станок, предназначенный для выполне-
ния операции, в значительной мере
влияет на выбор инструмента. Однако,
можно выбрать такой инструмент, кото-
рый компенсирует недостатки станка.
Характеристики станка, которые необ-
ходимо проанализировать:
• число оборотов шпинделя, величины
подач, крепление инструмента,
мощность
• состояние шпинделя станка, подшип-
никовых опор, направляющих
• точность перемещения по осям
• возможные ограничения
8А1ЧРУ1К
Соготап*
Выбор типа фрезы
Производимая операция может быть
черновой, когда необходимо удалить
металл с высокой производитель-
ностью, или чистовой, когда наиболее
важно обеспечить требуемую точность
и шероховатость. При торцевом
фрезеровании, когда правильно выбра-
на фреза, производительность, как пра-
вило, ограничивается возможностями
станка. Можно выбрать для черновой
обработки и фрезу с круглыми плас-
тинами, которая достаточно универ-
Станок
Характеристики станка включают в
себя следующие параметры: число обо-
ротов шпинделя, величины подач сто-
ла, количество координат, мощность.
Большое значение имеет состояние
станка, его жесткость, состояние под-
шипников, прямолинейность движения
суппортов, наклон и биение шпинделя.
Для жесткости важно также состояние
зажимных приспособлений и их
точность. Правильный их выбор и
сальна и позволит также достичь
требуемых параметров по шерохо-
ватости обрабатываемой поверх-
ности. Диаметр фрезы выбирает-
ся, исходя из ширины фрезерова-
ния. Другие важные для выбора
инструмента факторы - непрерыв-
ная или прерывистая поверхность,
требования по условиям входа и
выхода пластин из зоны резания, а
также использование охлаждения.
Возможные движения подачи
эксплуатация напрямую сказываются
на производи-тельности и точности.
Чаще всего фрезеруются плоские
поверхности, поверхности с прямоу-
гольными уступами, полости и пазы.
По каталогу СогоКеу можно выбрать
фрезы для всех указанных видов фрезе-
рования. Сначала выбирается тип фре-
зы и тем самым определяются возмож-
ные направления рабочей подачи с уче-
том требований по главному углу в
плане, если производится обработка
уступов или фасок.
Первый выбор
Для простого торцевого фрезерования
лучше всего выбрать фрезу с углом в
плане 45° из семейства СогоМШ 245,
которая на высоких подачах обеспе-
чивает хорошую чистоту
обработки. Выбор диа- I
метра фрезы произво- Xх ''к
дится, исходя из ши-
рины обрабатывае-
мой поверхности, мощности
станка и возможности закреп-
ления ее на станке. Большинство обра-
батывающих центров и универсальные
токарные станки не пригодны для
работы фрезами больших диаметров,
часто диаметр 63 мм является для них
максимальным. В таких случаях широ-
кие поверхности обрабатываются за
несколько проходов, при чем ширина,
срезаемая за каждый проход выби-
рается так, чтобы диаметр фрезы
превышал ее на 30%.
8АЫРУ1К
СоготапТ
Выбор фрезы
Как обычно, сначала выбирается фре-
за с нормальным шагом, хотя возмож-
ны альтернативные варианты с круп-
ным или мелким шагом. Подача на зуб
выбирается в диапазоне от 0,10 до 0,28
мм/зуб в зависимости от конкретных
условий выполнения операции. Учиты-
вая жесткость, мощность станка, необ-
ходимый вылет инструмента и обраба-
тываемый материал, иногда вносят
коррективы в шаг фрезы.
Выбор пластины
Затем приступают к выбору режущей
пластины, в данном случае для фрезы с
главным углом в плане 45°. Фрезы
СогоМШ 245 используют квадратные
пластины с фасками при вершинах. При
выборе геометрии решающим является
материал обрабатываемой детали, глу-
бина резания и подача.
Из трех возможных геометрий плас-
тины универсальной геометрии М при-
годны для широкого диапазона опе-
раций как с наличием корки на поверх-
ности заготовки, так и без нее.
Тёометрия Ь имеет более острую режу-
щую кромку и предназначена для
выполнения фрезерования с неболь-
шими нагрузками. Применяется для
обработки нежестких заготовок или
ненадежных приспособлений. Обра-
зуемые заусенцы минимальны, возмож-
на обработка вязких матералов.
Теометрия Н имеет прочную режущую
кромку и работает в тяжелых условиях
при больших глубинах резания и
подачах, при наличии достаточной
жесткости оборудования.
Инструментальный
материал
Выбор матерала режущей пласти-
ны производится в зависимости от
обрабатываемого материала, осо-
бенностей операции и условий
обработки. Марка твердого сплава
6С4030 широко применяется для
обработки сталей, копировальной
обработки со средними и больши-
ми нагрузками на относительно
высоких скоростях резания.
При фрезеровании нержавеющей
стали требования к обработке
должны быть снижены. Фрезеро-
вание чугунов, с другой стороны,
вызывает значительно меньше
8АЫРУ1К
Соготап!
Параметры режима резания
Параметры режима резания можно
выбрать в каталоге СогоКеу, где для
каждого инструмента представлены
варианты скорости резания, глубины
резания и подачи на зуб. Начальное
значение представлено на диаграмме,
показывающей область применения в
отношении скорости резания и подачи
на зуб для определенной геометрии
пластины и марки сплава. В нашем
случае пластина общего назначения
геометрии М сочетается с маркой
ОС4030. Начальное значение можно
затем оптимизировать в соответствии с
главными определяющими факторами
операции: шероховатость поверхности,
твердость материала заготовки и
снижение вибраций.
Выбор параметров режима резания
напрямую влияет не только на ка-
чество детали, но и на производитель-
ность и стойкость инструмента при
фрезеровании. Наряду с подачей на зуб,
которая, как рекомендуется, должна
быть около 70 % от длины парал-
лельной фаски при вершине пластины,
скорость резания влияет на шерохо-
ватость поверхности и для достижения
наилучших результатов должна оста-
ваться в рекомендованных пределах.
Применение охлаждения необяза-
тельно, т. к. оно обычно оказывает
негативное влияние на стойкость
инструмента.
Производительность
Стойкость инструмента
Заключение
При выборе инструмента для фре-
зерования необходимо учитывать:
• тип операции
• обрабатываемый материал, его
твердость и состояние
• условия обработки
• конструкция детали
• тип станка, мощность,
вспомогательный инструмент
• тип фрезы
• главный угол в плане
• диаметр
• шаг
• геометрия пластины и марка
сплава
• жесткость
• зажимное приспособление
• охлаждение
• параметры режима резания
• объем снимаемого металла
• стойкость инструмента
• надежность производства
• резание прерывистое или
непрерывное
8АМРУ1К
Соготап!
Стандартизация
обозначений
Международная Организа-
ция по Стандартизации
(180) установила основные
правила обозначения инструмента для
фрезерования, также как и для других
областей металлообработки. Если
основные характеристики инструмента
будут обозначаться одинаково всеми
поставщиками инструмента, то потре-
битель сможет легко ориентироваться
при выборе продукции. Обычно обоз-
начения наносятся и на инструмент, и на
упаковку, если есть достаточно места
для их нанесения. Изготовители фре-
зерного инструмента достаточно часто
используют свои собственные обозна-
чения фрез. Режущие пластины
значительно чаще обозначаются в
соответствии с рекомендациями 180, но
иногда обозначение пластин привязы-
вается к обозначению фрез, для кото-
рых они предназначены.
Для правильного выбора инструмента
и быстрого взаимопонимания между
поставщиком и заказчиком очень
важно знать обозначение основных
характеристик инструмента по 180.
Рассмотрим на примерах обозначение
пластин и некоторых фрез, представ-
ленных в каталоге СогоКеу.
Обозначение круглой пластины для
фрезерования
Пластина КСКТ1204МО-РМ приме-
няется во фрезах СогоМШ 200 и это
обозначение пластины нанесено на ее
упаковке.
Первая буква обозначения говорит о
форме пластины. Буква В показывает,
что эта пластина - круглая.
Вторая буква обозначения С говорит о
том, что пластина имеет задний угол 7°.
Задние углы других размеров тоже
имеют свое буквенное обозначение.
Следующая буква обозначает точность
пластины. Точность К характеризует
допуск на диаметр вписанной окруж-
ности, равный ± 0,08 мм.
Буква Т говорит о том, что эта плас-
тина односторонняя с отверстием для
закрепления.
У круглой пластины диаметр одновре-
менно является длиной режущей кром-
ки, равной 12 мм.
Следующие две цифры 04 обозначают
толщину пластины, которая равна
4,76 мм.
Следующие две позиции в обозначении
предназначены для описания фаски,
если таковая имеется на пластине, или
радиуса при вершине. В нашем случае
МО просто обозначает круглую плас-
тину с радиусом при вершине равным
радиусу самой пластины. Иногда допол-
нительно указывается направление
резания, обеспечиваемое пластиной, -
В, Ь или К в нашем случае отсутствует.
Следующие две позиции в обозначении
оставлены для описания изготовителем
особенностей пластины. РМ - форма
передней поверхности, предназначен-
ная для дробления стружки.
4.76
8АМРУ1К
Соготап!
Для первого выбора обычно рекомен-
дуется геометрия РМ, которая является
наиболее универсальной, а для черно-
вой обработки следует применять гео-
метрию РН с более прочными режу-
щими кромками, предназначенными
для больших нагрузок. В таблице на
стр. 187 приведены длины режущих
кромок пластин различной формы в
зависимости от величины радиуса
вписанной окружности.
Обозначение фрезы
Торцевые фрезы СогоМП! 200 при-
меняются с круглыми пластинами
ВСКТ1204МО-РМ и обозначаются
В200-038А32-12М.
Буква В обозначает правое вращение
фрезы при резании.
200 - тип рассматриваемой фрезы
(СогоМШ 200).
038 показывает, что диаметр (Пс) по
центру круглой пластины равен 38 мм,
Н 200-038 А|32-12М
ЯП
при этом наружный диаметр фрезы - 50
мм.
Буква А говорит о том, что посадочная
поверхность фрезы - цилиндрический
хвостовик.
32 - диаметр хвостовика равен 32 мм.
12М - диаметр используемой пластины
12 мм, а шаг фрезы нормальный - М
(возможен крупный шаг - Ь и мелкий -
Н).
8АИ0У1К
СоготапТ
Фрезерование прямоугольных
уступов
Фрезы СогоМШ 290 для обработки
прямоугольных уступов используют
пластины, которые обозначаются как
К290-12Т320М-РМ.
В290 обозначает правую пластину для
фрезы СогоМШ 290, 12 - с длиной
режущей кромки 12 мм.
ТЗ означает, что толщина пластины
3,97 мм.
20 обозначает радиус при вершине
четырехгранной пластины - 2 мм
М - класс точности пластины по 180.
И наконец, РМ означает геометрию
пластины, которая рекомендуется как
первый выбор для общих случаев,
могут быть геометрии РЬ - для не
нагруженных операций и РН для
тяжелой обработки.
Универсальное торцевое
фрезерование
Для торцевых фрез общего назначе-
ния СогоМШ 245 с главным углом
в плане 45° применяются пластины
К245-12ТЗМ-РМ.
В245 означает правую пластину для
фрезы СогоМШ 245, 12 - с длиной
режущей кромки 1=12 мм.
ТЗ означает, что толщина пластины
8= 3,97 мм.
М - класс точности пластины по 180.
РМ - геометрия пластины, рекомен-
дуемая для фрез общего назначения.
Фрезерование уступов и пазов
СогоМШ 331 - дисковые фрезы исполь-
зуют пластины, обозначение которых
Ю31.1А-084508Н-РМ.
Буква указывает, что пластина
нейтральная и может быть использо-
вана при перемещении фрезы относи-
тельно детали как вправо, так и влево.
331- тип фрезы.
.1 - пластина без задних углов. Если
пластина с задними углами, то вместо .1
стоит .2.
А - пластины базируются на корпусе в
радиальном направлении.
08 - длина режущей кромки 8 мм.
45 - толщина пластины равна 4,5 мм.
08 - радиус при вершине пластины
0,8 мм.
Н - класс точности пластины по 180.
ЗАМРУ IК
Соготап!
Наконец, РМ - геометрия пластины,
рекомендуемая для фрез общего назна-
чения при умеренных нагрузках.
В качестве примера рассмотрим обоз-
начение дисковой фрезы СогоМШ 331 -
Ю31.32-100832РМ ХХ.ХХ
- фреза может вращаться в двух
направлениях.
331 - тип фрезы.
.32 - фреза может работать и как
трехсторонняя фреза, и как торцевая.
Если фреза может работать только
одним торцем и периферией, то
ставится .52.
100 - наружный диаметр фрезы (Вс).
8 - тип крепления, в этом случае фреза
крепится на оправке с помощью цент-
рального отверстия и шпонки с метри-
ческими размерами.
32 - диаметр посадочного отверстия
(Омм), равный 32 мм.
Г - возможность осевой регулировки
пластин с обеспечением общей ширины
фрезы от 12 до 15 мм.
И 331.32:100$ I I э32Е М*ХХ.ХХ*
Е:12-15
М - фреза имеет нормальный шаг, что
соответствует в нашем случае 8 зубьям-
пластинам.
Четыре последние позиции, обозначен-
ные ХХ.ХХ, служат для указания шири-
ны фрезы с точностью до сотых долей
миллиметра, на которую фреза должна
быть настроена при поставке.
***?*»
8АКРУ1К
СоготапГ
Черновое торцевое
фрезерование
Хорошие условия обработки
Необходимо обработать две поверх-
ности шириной 60 мм по обеим сто-
ронам жесткой плиты из низко-
легированной стали. Заглубление
поверхностей относительно верхнего
торца плиты 5 мм. Операция должна
быть выполнена на вертикально-
фрезерном станке, основное требова-
ние - производительный съем металла.
Обработка плоских поверхностей
различных размеров эффективно
производится торцевыми фрезами.
Поскольку условия обработки не
слишком тяжелые - нет очень больших
глубин резания и значительной ши-
рины обработки, не требуется больших
вылетов инструмента, литейных и
поковочных корок, то в первую оче-
редь рекомендуется использовать
торцевые фрезы общего назначения.
Эти фрезы могут работать и на обра-
батывающих центрах, и на универ-
сальных фрезерных станках, а при
использовании пластин с задними угла-
ми обеспечивают стабильный процесс
резания и при небольшой потребляе-
мой мощности и хорошем стружко-
дроблении. Операции достаточно
стабильны при отсутствии раковин в
заготовке.
Для достижения наилучших условий
при входе и выходе пластин из зоны
контакта обработку следует выполнять
фрезой в два прохода. Диаметр фрезы
должен превышать наибольшую ши-
рину обработки на 30%. Для первого
прохода следует использовать попут-
ное фрезерование и встречное фрезе-
рование для второй поверхности, так
как оба уступа обрабатываются одной
и той же правой фрезой. При ширине
резания 60 мм следует выбрать фрезу
диаметром 80 мм, который как раз на
30% превышает ширину реза. Фреза
СогоМШ 245 с углом в плане 45°
пригодна для выполнения черновой,
получистовой и чистовой обработки,
поскольку фреза имеет положитель-
ную геометрию и практически равные
радиальную и осевую составляющие
силы резания.
8АМРУ1К
Соготап!
220 м/мин и подачу 0,24 мм/зуб.
Поскольку основной критерий -
высокопроизводительный съем обра-
батываемого материала, то операции
можно оптимизировать, увеличивая
скорость резания и подачи и сохраняя
необходимую стойкость.
Главный угол в плане 45°
Фрезы СогоМП! 245 работают с глуби-
ной резания порядка 6 мм при фрезе-
ровании материалов всех групп приме-
ниения (Р, М и К по 180). Диапазон
диаметров фрез - от 32 мм до 250 мм.
Для нашего случая, когда глубина
резания составляет 5 мм и обрабаты-
вается монолитная плита, каталог
СогоКеу рекомендует выбрать фрезу с
главным углом в плане 45° и нормаль-
ным шагом М, что позволит работать
на достаточно высоких подачах.
Для фрезерования низколегированной
стали (СМС 02.1 по классификации
Коромант) твердостью НВ 180 и при
глубине резания 5 мм следует выбрать
пластину геометрии РМ из сплава
марки СС4030 с диаметром вписанной
окружности 12,7 мм.
Для первого выбора каталог СогоКеу
рекомендует скорость резания
Скорость снятия материала
при черновом фрезеровании -
это производительность
Конец
Черновое фрезерование
При черновом фрезеровании для обес-
печения высокопроизводительного
съема металла необходимо обращать
внимание на следующее:
• жесткость системы СПИД
• мощность станка и способ
закрепления инструмента
• максимальный диаметр фрезы, кото-
рый возможен на данном станке
• для обеспечения стабильности
резания диаметр фрезы должен
превышать ширину резания на 30%
• главный угол в плане 45° является
п редпочтител ь н ы м
• шаг фрезы должен соответствовать
требованиям выполняемой опера-
ции, чаще всего используется
нормальный шаг
• правильный выбор режущей
пластины по геометрии и марке
сплава
• предпочтительность попутного
фрезерования
• подачу на зуб следует выбирать
такой, чтобы обеспечить достаточную
толщину стружки
• следует правильно располагать
фрезу относительно края заготовки,
чтобы условия входа и выхода
пластин в зону контакта были бы
наилучшими
8АЫРУ1К
Соготап!
Высокое качество обработанной
поверхности
При чистовом фрезеровании основное
требование - получение высокого
качества обработанной поверхности.
Рассмотрим пример чистового фре-
зерования центральной поверхности
цельной плиты после чернового фре-
зерования боковых уступов (см. выше).
Если при черновой обработке было
необходимо обеспечить высокий съем
металла, то в этом случае требуется
получить высоту микронеровностей не
более Ка 0,25 мкм.
Ширина обработки 80 мм, условия
обработки на вертикально-фрезерном
станке достаточно хорошие. Глубина
резания для зачистки поверхности
выбрана 1 мм, выбор другой глубины
резания может сказаться на шерохо-
ватости поверхности. Правда, фрезы
СогоМП! 245 обеспечивают низкую
шероховатость обработанной поверх-
ности и при больших глубинах резания.
При обработке поверхности шириной
80 мм предпочтительный диаметр
фрезы должен быть 100 мм (на 25%
превышает ширину обработки), а
фрезерование должно быть попутным.
Поэтому ось фрезы следует
сместить с оси симметрии
плиты для обеспечения
предварительного натяга и
получения наилучших резуль-
татов по шероховатости. При симмет-
ричном расположении фрезы могут
возникнуть вибрации, что приведет к
ухудшению шероховатости обрабаты-
ваемой поверхности.
Фреза с главным углом в плане 45°,
рекомендованная ранее для черновой
обработки, подойдет и в данном случае.
Фреза диаметром 100 мм с нормальным
шагом имеет 7 зубьев, что вполне
достаточно для фрезерования с глу-
биной 1 мм, хотя ранее было отмечено,
что при длине режущей кромки плас-
тины 12 мм фреза может снимать слой
глубиной до 6 мм.
8АЬЮ\ЛК
СогогпапГ
Высокая точность корпуса фрезы
Для чистового фрезерования низко-
легированной стали (СМС 02.1) твер-
достью НВ 180 следует выбрать плас-
тину геометрии РЬ из кермета марки
530. Пластина предназначена для чис-
тового фрезерования и, имея острую
режущую кромку, уменьшает обра-
зование заусенцев. Достигаемая в
настоящее время точность фрез делает
ненужной осевую регулировку поло-
жения пластин. Фаски на пластинах
геометрии РЬ, параллельные обраба-
тываемой поверхности, имеют увели-
ченную длину - 2,4 мм и создают
эффект зачистной режущей кромки.
В случае непрерывного резания для
чистовой обработки самым лучшим
режущим материалом является кермет.
Для нашей пластины геометрии РЬ из
кермета марки 530 следует выбрать
подачу на оборот не превышающую
70% от длины фаски, что обеспечит
высокую чистоту обработки.
В соответствии с рекомендациями
каталога СогоКеу для первого выбора,
для повышения чистоты обработки
следует увеличивать скорость резания,
начиная с начальных ее значений, что
возможно при применении кермета.
Рекомендуется выбрать скорость реза-
ния 360 м/мин и более низкие подачи,
около 0,11 мм/зуб. Тогда подача на
оборот составит 0,77 мм, что зна-
чительно меньше максимальной. Все
это обеспечит получение зеркальной
поверхности обработки при работе с
фрезами СогоМП! 245.
Фрезы последнего поколения, где
режущие пластины с задними углами
устанавливаются на твердосплавные
опорные пластины в гнездах, изготов-
ленных с высокой точностью, позво-
ляют получить низкую шероховатость
обработанной поверхности. При пра-
вильном закреплении пластин в гнездах
и надлежащей эксплуатации фрез
можно добиться минимального осевого
биения зубьев фрезы.
Заключение
СогоМШ 245
Для получения высокой чистоты
обработки при фрезеровании
необходимо:
• работать с минимальными
вылетами инструмента
• использовать неповрежденные
корпуса фрез
• прочищать посадочные гнезда
перед закреплением пластин
• использовать надежные при-
способления для закрепления
заготовок
• обеспечить достаточную
жесткость и хорошие условия
обработки
• выбирать наиболее подходящие
параметры режима резания
• анализировать характер износа
пластин для последующей опти-
мизации параметров режима
8АКРУ1К
Соготап!
Чистовая обработка
нежестких заготовок
Снижение осевой составляющей
силы резания
На рисунке показана заготовка из
низколегированной стали с тонкой
частью, которая должна быть отфре-
зерована при повышенных требо-
ваниях к шероховатости поверхности.
Ширина фрезерования (ае) составляет
32 мм, глубина резания (ар) - 0,7 мм.
Обработка производится на верти-
кально-фрезерном станке. Основное
требование - получение наилучших
результатов по шероховатости поверх-
ности с минимальными вибрациями и
деформацией выступа при резании.
Возникающие при фрезеровании
осевые силы крайне неблагоприятны
при обработке такой заготовки.
Поэтому необходимо выбрать фрезу,
при резании которой осевые усилия
были бы наименьшими, т. е. с большим
главным углом в плане. В нашем случае
подойдет фреза для обработки прямо-
угольных уступов с главным углом в
плане 90°, которая к тому же обра-
батывает вертикальную стенку плиты
над тонкой частью.
При ширине обработки 32 мм следует
выбрать попутное фрезерование и
фрезу диаметром 50 мм. Такое соот-
ношение диаметра фрезы к ширине
фрезерования предпочтительно при
условии, что это минимально допусти-
мый диаметр насадной фрезы.
Фреза СогоМШ 290 с углом в плане 90°
предназначена для обработки прямо-
угольных уступов и обеспечивает
хорошую чистоту обработки благодаря
квадратным пластинам с зачистной
фаской. Для обработки нежесткой
детали следует выбрать фрезу с
наименьшим количеством пластин с
положительными углами и с крупным
неравномерным шагом. Для фрезы
СогоМШ 290 с диаметром 63 мм число
пластин может быть равно пяти.
Для фрезерования низколегированной
стали твердостью НВ180 с малыми
нагрузками необходимо выбрать плас-
тину геометрии РЬ с острыми режу-
щими кромками, которая работает с
небольшими усилиями, что особенно
важно для нежестких заготовок, обес-
печивает низкую шероховатость по-
верхности и минимальные заусенцы.
При чистовой обработке такой фрезой
подача на оборот не должна превышать
1 мм. Подача на зуб, по рекомендациям
каталога СогоКеу, равна 0,12 мм, что
при 4-х зубьях на фрезе составляет
всего 0,48 мм и это значительно меньше
лимитирующей величины.
8АИРУ1К
Соготап!
Пластина из твердого сплава марки
(ЗС4ОЗО имеет широкую область
применения при фрезеровании стали,
начиная от легкой обработки и кончая
тяжелой. При подаче 0,12 мм/зуб
СогоКеу рекомендует скорость резания
185 м/мин как первый выбор. Для
улучшения чистоты обработки (до К.а
0,5 мкм) скорость резания следует
увеличивать.
Рекомендуемая стойкость - 15 минут,
при этом эффективно используется
рабочее время и обеспечивается высо-
кая производительность. Для получе-
ния большей стойкости придется
работать на более низкой скорости
резания, что приведет к неэффектив-
ному использованию режущих кромок
и низкому качеству обработанной
поверхности.
Следует помнить, что, изменяя шаг
зубьев фрезы, можно влиять на произ-
водительность, шероховатость обрабо-
танной поверхности и надежность
выполнения операции. При мало-
мощном станке следует применять
фрезы с крупным шагом так, чтобы
минимальное число зубьев (но более
двух) находилось в контакте с
заготовкой.
Качество обработанной
поверхности при фрезеровании
Волнистость (Ш) и микронеровности (Я)
определяют качество поверхности при
фрезеровании
Шаг фрезы
Нормальный шаг
- рекомендуется в большинстве
случаев как первый выбор для
операций общего назначения.
Крупный шаг
- небольшое число зубьев реко-
мендуется при нестабильных усло-
виях обработки, недостаточной
мощности и жесткости станка.
Следует применять при больших
вылетах инструмента. Благодаря
увеличению подачи на зуб, позво-
ляет обеспечить достаточную
толщину стружки.
Мелкий шаг
- большое число зубьев позволяет
получить высокую производитель-
ность, если условия обработки
дают возможность работать с
большими подачами стола. При
обработке узких поверхностей
обеспечивает необходимое число
зубьев в зоне резания. Рекомен-
дуется при обработке материалов,
дающих элементную стружку, таких
как чугун, титан или специальные
сплавы.
8АИРУ1К
Соготап!
Черновое фрезерование
прерывистых поверхностей
Надежность обработки
В качестве примера приведена обра-
ботка поверхности с многочислен-
ными отверстиями. При прохождении
участков, где отсутствует обрабаты-
ваемый материал, зубья фрезы каждый
раз входят и выходят из резания. За
один проход необходимо обработать
уступ шириной 60 мм и глубиной 5 мм
на полную длину заготовки.
Обработка производится на верти-
кально-фрезерном станке. Главное
требование обработки, кроме произ-
водительного удаления металла, -
стабильная стойкость инструмента. Это
обеспечит надежность выполнения
операции, несмотря на значительное
число ударных нагрузок на
инструмент.
Когда при резании происходят частые
входы и выходы режущей кромки из
контакта с заготовкой, для обеспечения
надежности необходимо применять
пластины, имеющие прочные и длин-
ные режущие кромки. Для этой цели
подойдет фреза с углом в плане 45°
или фреза с круглыми пластинами.
Необходимо оценить возможности
этих вариантов и выбрать одну из
предлагаемых фрез.
Выбор между двумя типами фрез
Для ширины фрезерования 60 мм
следует выбрать фрезу СогоМШ 245
диаметром 80 мм или фрезу с круглой
пластиной СогоМШ 200 диаметром
84 мм, что наиболее близко соответ-
ствует рекомендуемому отношению
ширины обработки к диаметру фрезы.
Для обоих типов фрез рекомендуется
нормальный шаг, т. е. фрезы имеют
одинаковое число зубьев - 6.
При выборе режущей пластины наи-
большее значение имеет прочность как
с точки зрения геометрии, так и при
выборе твердого сплава. Подлежащая
обработке низколегированная сталь
(СМС 02.1) с твердостью НВ 180 фрезе-
руется без особых проблем.
Фрезы следует оснастить пластинами,
предназначенными для тяжелых
условий обработки. Для фрезы
СогоМШ 245 необходимо выбрать
пластины геометрии РН, а для фрезы
СогоМШ 200 - геометрии Н. Эти
пластины имеют прочные режущие
кромки и положительные передние
углы. Твердый сплав должен быть
8АШУ1К
Соготап!
Черновое фрезерование
прерывистых поверхностей
более прочным, нежели износостой-
ким. Для СогоМШ 245 - это широко
применяемая для черновых операций
общего назначения марка СС4030, а
для СогоМШ 200 в стандартной номен-
клатуре есть еще более прочная марка
8М30, обеспечивающая большую
надежность фрезерования. Стартовые
режимы обработки, рекомендуемые
каталогом СогоКеу: подача 0,35 мм/зуб,
скорость резания 140 м/мин.
Прогнозируемая стойкость
инструмента
Корректировка параметров режима
резания должна быть направлена на
повышение надежности обработки и
получение приемлемой стойкости инст-
румента с небольшим отклонением от
средней величины.
В нашем случае лучше остановиться на
фрезе СогоМШ 245. В случаях
фрезерования труднообрабатываемых
материалов или материалов повы-
шенной твердости, а также при наличии
корки следует выбрать фрезу с круг-
лыми пластинами, т.к. она обеспечивает
большую надежность обработки.
Обработка фрезой с круглыми
пластинами...
..в настоящее время более широко
применяется при торцевом фрезеро-
вании и фрезеровании полостей.
Благодаря возможности врезания в
заготовку, фрезы с круглыми плас-
тинами эффективно применяются для
обработки штампов, прессформ и
другого прессового инструмента.
Оснащенные пластинами с задними
углами, фрезы потребляют меньшую
мощность и поэтому могут применяться
на небольших и маломощных станках.
Главный угол в плане у фрез с круглыми
пластинами меняется вместе с измене-
нием глубины резания. Начиная с 0°,
главный угол в плане увеличивается до
45°, когда глубина резания равна
половине радиуса пластины. Толщина
стружки также меняется с глубиной ре-
зания, минимальная толщина стружки
будет на торце фрезы. Рекомендуемые
значения подач от 0,1 до 0,4 мм/зуб.
Круглые пластины обычно используют
при черновой обработке, однако при
правильно выбранных режимах они
могут обеспечить достаточно низкую
шероховатость обработанной поверх-
ности.
Круглая пластина самая прочная
8АЫ0У1К
Соготап*
Фрезерование
прямоугольных уступов
станке необходимо выполнить два
уступа под углом 90°.
ние процесса резания и меньше воз-
можные смещения заготовки.
Эту операцию можно выполнить
фрезами двух типов: фрезой с главным
углом в плане 90° и дисковой двусто-
ронней (трехсторонней) фрезой. Это
два принципиально отличающихся
способа обработки.
С каждого края плиты необходимо
снять припуск шириной 44 мм и глуби-
ной 32 мм. Это можно сделать торцевой
фрезой за 4 прохода при глубине реза-
ния 8 мм за один проход или дисковой
фрезой за 2 прохода и с глубиной про-
хода 16 мм. Следует выбрать попутное
Сравним эти два варианта обработки
по рекомендациям каталога СогоКеу.
Для торцевого фрезерования рекомен-
дуется фреза СогоМШ 290 с нормаль-
ным шагом, диамет-
ром 63 мм (ширина
фрезерования 44 мм)
и квадратными плас-
тинами с длиной ре-
жущей кромки 12 мм,
которые могут сни-
мать 8 мм за один
проход.
СогоМШ 331 — дисковая трехсторонняя
фреза диаметром 160 мм и с максималь-
ной глубиной резания 51,5 мм вполне
может обработать глубину 44 мм при
ширине фрезерования до 18 мм двумя
пластинами, перекрывающими эту
ширину при длине режущей кромки
10,7 мм.
Выбор шага
Следует выбрать фрезу с мелким
шагом для обеспечения нахождения
достаточного числа пластин в контакте
с заготовкой. Рекомендуется исполь-
зовать пластины из твердого сплава
СС4030.
Каталог СогоКеу предлагает началь-
ные значения подач для торцевой
фрезы СогоМШ 290 с углом в плане 90°
и дисковой трехсторонней фрезы
СогоМШ 331. Подача на одну пластину
(г '• 0,17 мм, обеспечивающая стружку со
средней толщиной 0,09 мм для фрезы
СогоМШ 290 и подача - 0,35 для фрезы
СогоМШ 331, обеспечивающая стружку
той же толщины. При возникновении
вибраций следует снизить скорость
резания и увеличить подачу, чтобы
возросла толщина стружки. Однако,
можно одновременно увеличить и ско-
рость резания, и подачу, при этом
значительно возрастет производитель-
ность.
►
8АЫРУ1К
Соготап*
Фрезерование
прямоугольных уступов
Различные силы резания
При фрезеровании с главным углом в
плане 90° радиальная составляющая
силы резания больше осевой, что
благоприятно для фрезерования заго-
товок нежестких в осевом направ-
лении, но в крайней степени неблаго-
приятно, когда заготовка обладает
низкой радиальной жесткостью. В
нашем примере существенные радиаль-
ные силы резания будут отжимать
оставшуюся тонкую перемычку на
плите, что имеет место для обоих типов
фрез. Встречного фрезерования сле-
дует избегать.
Современные торцевые и дисковые
фрезы справляются с этой проблемой
благодаря острым режущим кромкам,
которые в сочетании с правильно
выбранным шагом снижают силу реза-
ния, возникающую в процессе работы
фрезы. Такие фрезы могу обеспечить
высокую производительность станка
даже при выполнении операций,
чувствительных к силам резания и
вибрациям, когда мощность станка и
жесткость заготовок невелики.
Торцевое фрезерование
Фрезерование дисковой фрезой
СогоМШ 331
8А№71К
Соготап!
Фрезерование двух пазов
Фрезерование длинных и глубоких
пазов
В данном разделе показана обработка
длинных и глубоких пазов дисковыми
трехсторонними фрезами и возмож-
ности оптимизации обработки.
Пазы, по сравнению с канавками, имеют
обычно открытые концы. Их можно
фрезеровать концевыми фрезами на
вертикально-фрезерных станках и дис-
ковыми фрезами на горизонтальных.
Для выбора оптимального способа
обработки необходимо четко предста-
вить недостатки и достоинства каждого
метода.
Обработка глубоких, длинных пазов с
открытыми концами трехсторонними
дисковыми фрезами очень эффек-
тивна. Современные дисковые фрезы
работают на больших подачах и с
высокой точностью. Наряду с универ-
сальностью, дисковые фрезы обеспечи-
вают высокую производительность при
работе на обрабатывающих центрах. В
настоящее время такие фрезы осна-
щаются режущими пластинами из
твердого сплава, что позволяет выпол-
нять и другие операции: фрезерование
торцев с двух сторон детали, фрезе-
рование прямоугольных уступов.
Концевые фрезы могут выполнять как
операции, не требующие большой
длины режущих кромок, так и обра-
ботку полостей, если режущие кромки
на торце проходят через ось фрезы.
Фрезерование двух пазов одной
фрезой
Рассмотрим операцию обработки сту-
пенчатого паза в длинной заготовке,
которая выполняется как последова-
тельное фрезерование двух пазов
(1 и 2) различной ширины. Обрабаты-
ваемый материал - низколегированная
сталь твердостью НВ180.
Основная задача - обработать ступен-
чатый паз с общей глубиной 60 мм и
шириной 12 и 10 мм. Сначала обраба-
тывается более широкая часть на
40 мм, затем обрабатывается более
узкая часть на полную глубину
Фреза СогоМШ 331 диаметром 200 мм,
оснащенная 16 твердосплавными плас-
тинами, с регулировкой ширины от 10
до 12 мм позволяет произвести обра-
ботку обоих пазов одним инстру-
ментом. Изменение ширины фрезы
легко осуществимо при закреплении
пластин на кассетах.
Рекомендуемые каталогом СогоКеу
начальные значения скорости резания
и подачи на зуб зависят от размера
режущей пластины. Для получер-
нового фрезерования следует выбрать
пластины геометрии РМ из сплава
СС4030.
8АМРУ1К
Согогпап!
Фрезерование двух пазов
Достаточно высокая скорость
подачи
Для обработки как первого, так и вто-
рого пазов рекомендуется попутное
фрезерование, но встречное фрезеро-
вание следует рассматривать как
альтернативу, если будет наблюдаться
пакетирование стружки в узком пазу
В случае возникновения вибраций,
параметры режима резания, рекомен-
дуемые как начальные значения,
следует скорректировать, увеличивая
скорость резания и подачу на зуб так,
чтобы обеспечить среднюю толщину
стружки 0,09 мм.
Для такого типа операций следует
убедиться в том, что, при выбранной
величине подачи на зуб, средняя тол-
щина стружки превышает допустимое
минимальное значение, тем самым
обеспечивается стабильное протека-
Существует простая формула для
расчета средней толщины стружки
(Ьт) в зависимости от величины подачи
на зуб (Г2) при извесных глубинах
резания (ае) и диаметре фрезы (В):
Для дисковых фрез средняя толщина
стружки не должна быть меньше 0,04
миллиметра.
ние процесса резания и достаточная
стойкость инструмента.
Фрезы СогоМШ 331
с регулируемой шириной
Рекомендации по обработке
пазов
Для получения положительного
результата:
• предпочтительнее применять
попутное фрезерование
• встречное фрезерование исполь-
зовать для обработки нежестких заго-
товок и при пакетировании стружки
• необходимо выбирать диаметр фрезы
и ее положение относительно заго-
товки так, чтобы постоянно хотя бы
один зуб находился в работе
• при операциях с большими нагрузка-
ми следует проверять достаточны ли
мощность и крутящий момент станка
• необходимо обеспечивать надежное
закрепление заготовки и жесткий
механизм подачи станка
• при выборе подачи на зуб следует
проверять, чтобы средняя толщина
стружки превышала минимально
допустимую
• для маломощных станков и нежестких
систем целесообразно применение
маховиков
Последовательность выбора
инструмента:
1. выбор корпуса фрезы
2. выбор метода крепления инструмен-
та и размера базовых поверхностей
3. выбор геометрии пластины и марки
твердого сплава
4. выбор параметров режима резания
и их корректировка
5. контроль за величиной износа
инструмента и регулировка размера
фрезы
8А1МРУ1К
Согогпап!
Обработка канавок
концевыми фрезами
Предупреждение вибраций
В качестве примера взята обработка
канавки, закрытой с одного конца, на
крупногабаритной плите из низколеги-
рованной стали с твердостью НВ180.
В этом случае необходимо использо-
вать концевую фрезу, а не дисковую.
Развитие станков с ЧПУ привело к
совершенствованию концевых фрез,
они стали производительнее и универ-
сальнее. Это относится как к цельным
твердосплавным концевым фрезам, так
и к фрезам с неперетачиваемыми
пластинами. Концевая фреза может
работать и как торцевая фреза, и как
трехсторонняя. Некоторые концевые
фрезы имеют на торце режущие кром-
ки, доходящие до центра фрезы, и тогда
они могут работать и с осевой подачей
подобно сверлам.
Обычно концевые фрезы закреп-
ляются в патронах со значительным
вылетом, поэтому имеют склонность к
вибрациям и деформации. Толщина
стружки при обработке концевыми
фрезами является решающим факто-
ром для обеспечения производитель-
ности и стойкости.
Канавка шириной 25 мм и глубиной 6
мм, подлежащая обработке, закрытая с
одного конца, расположена недалеко
от ребра высотой 32 мм, что заставляет
работать с большим вылетом фрезы,
при этом обеспечивая достаточную
жесткость.
Выбор правильного шага
Для обработки концевой фрезой с
неперетачиваемыми пластинами сле-
дует использовать попутное фрезеро-
вание. СогоКеу для этой
операции предлагает два
варианта - нормальный и
крупный шаг зубьев фре-
зы. Учитывая размеры
канавки, следует исполь-
зовать фрезу С-Мах
215.44-25А25 с тремя или
двумя зубьями.
Для обеспечения надежности и невы-
соких сил резания, рекомендуется
выбрать режущие пластины с радиусом
при вершине 0,8 мм.
Возможно примене-
ние пластин с длинной
режущей кромкой 9
или 15 мм из сплава
ОС4030.
Если работать фре-
зой с тремя режущими кромками, то
толщина стружки будет меньше, чем
минимально допустимая, что может
привести к вибрациям. Поэтому лучше
выбрать фрезу с двумя зубьями и с
геометрией АУЬ, которая обеспечивает
плавность процесса резания.
При обработке концевыми
фрезами необходимо:
• работать с минимально возмож-
ными вылетами инструмента
• выбирать максимально возмож-
ный диаметр фрезы, чтобы увели-
чить жесткость
• использовать попутное
фрезерование
• обеспечить отвод стружки за счет
подачи СОЖ или сжатого воздуха
• при толщине стружки меньшей,
чем минимально допустимая, для
избежания вибраций, выбрать
фрезу с большим шагом
• при больших вылетах фрезы вести
обработку с меньшей глубиной, но
с большей подачей
• проверять закрепление фрезы,
повреждение посадочных по-
верхностей и их чистоту
• проверять закрепление обраба-
тываемой заготовки, направление
усилий зажима по отношению к
силе резания
• использовать современные конце-
вые фрезы, обеспечивающие не-
нагруженное резание и высокую
стабильную стойкость при надеж-
ном их закреплении в патроне
5АЫРУ1К
Соготап!
Осевая подача в заготовку
В рассматриваемом примере необхо-
димо выбрать полость цилиндрической
формы при круговом и осевом направ-
лении подачи фрезы. При обработке
стол станка поворачивается, обеспе-
чивая круговое обкатывание фрезы по
границе полости.
Для такой обработки необходимо,
чтобы фреза могла врезаться в заго-
товку с осевой подачей. Возможность
осевого врезания значительно расши-
ряет область применения концевых
фрез, включая обработку отверстий,
полостей различной конфигурации и
размеров. Современные фрезы с круг-
лыми пластинами могут производить
такого типа обработку с высокой
производительностью и точностью.
Обрабатываемый материал - низко-
легированная сталь (СМС 02.1) твер-
достью НВ180. В плите толщиной
22 мм необходимо выбрать полость
диаметром 96 мм и глубиной 18 мм.
Остающееся дно всего 4 мм.
Фреза с круглыми пластинами
Для указанной операции рекомен-
дуется применить фрезу СогоМШ 200
К200-05Ю22-12М. Фреза диаметром
51 мм с нормальным неравномерным
шагом имеет 4 режущие пластины.
В осевом направлении вылет пластины
составляет 3,7 мм, поэтому возможна
обработка с глубиной резания 2 мм при
круговой подаче.
Максимальный угол наклона при вре-
зании зависит от размера пластины и
диаметра фрезы. Тангенс этого угла
равен глубине резания на длину
фрезерования.
6А1ЧРУ1К
Соготап!
Снижение начальных значений
подач
Согласно каталогу СогоКеу, рекомен-
дуется скорость резания 220 м/мин и
подача 0,24 мм/зуб, которая увеличи-
вается в процессе круговой подачи,
поэтому, для предотвращения пере-
грузки режущей кромки, ее рекомен-
дуется занижать.
При обработке полостей значительную
проблему представляет удаление
стружки, при пакетировании которой
нередко происходит ее вторичное
резание. Для успешного удаления
стружки из полости рекомендуется
использовать сжатый воздух.
Фрезу рекомендуется оснастить круг-
лыми пластинами диаметром 12 мм
геометрии РМ из сплава марки СС4030.
Если возникают трудности с удалением
стружки, то следует подумать о плас-
тине с более прочной геометрией РН и,
соответственно, более прочном твер-
дом сплаве. При большом вылете
инструмента, когда обрабатываются
глубокие полости, для уменьшения
вибраций следует выбирать фрезу с
крупным шагом. Для чистовой обра-
ботки можно применять фрезы с
нормальным шагом и с пластинами из
кермета.
Наклонное врезание
При обработке полостей часто используется наклонное врезание. Максимально
возможный угол врезания зависит от диаметра круглой пластины. Ниже в таблице
приведены углы врезания для различных глубин резания, диаметров фрез и круглых
пластин. Длина участка наклонного фрезерования определяется по формуле:
I = арх1п^а
1С 10 12 16 20
Мах ар 5 6 8 10
0 Оз Отверстие а° Отверстие а° Отверстие а° Отверстие а°
т!п тах т!п тах т1п тах тт тах
25 30 38 13,0
32 40 50 13,0
40 56 66 9,5 48 62 13,0
50 76 86 6,5 68 82 10,5 60 78 13,0
63 102 112 4,5 94 108 7,0 86 104 10,5
80 136 146 3,5 128 142 5,0 120 138 7,0
100 176 186 2,5 168 182 3,5 160 178 5,0
125 218 232 2,5 210 228 3,5
160 280 298 2,5
8АЫРУ1К
СоготапЕ
Пример фрезерования: 1. Торцевое
М1
Операция:
От получистовой до черновой
ар/ае = 5/60
Материал заготовки: Низколегированная сталь
Жесткость системы СПИД:
Задача:
Выбрать параметры режима резания и метод для
получистовой обработки поверхности на больших
глубинах резания, добиваясь эффективной скорости
съема металла. Сравнить попутное и встречное
фрезерование.
Шаг: Ь - М - Н
Пластина
Геометрия: 1_ - М - Н
Метод
Попутное или встречное
фрезерование
Параметры режима резания
Направление
оптимизации
□□
□□
Если НВ > 180
Увеличение
ф производительности
Устранение вибраций
!§АКСМК1
Пример фрезерования: 2. Торцевое
М2
Операция:
Чистовая
ар/ае = 1/80
Материал заготовки: Низколегированная сталь
Жесткость системы СПИД:
Задача:
Выбрать инструмент и параметры режима резания для
достижения наилучшего качества обрабатываемой
поверхности, записать полученное значение Ра.
Стремиться к максимальному значению подачи стола.
Фреза
Шаг: 1_ - М - Н
Пластина
Геометрия: Ь - М - Н
Метод
Попутное или встречное
фрезерование
Параметры режима резания
Улучшение чистоты обработки
Если НВ > 180
Пример фрезерования: 3. Торцевое
М3
Операция:
Чистовая, ар/ае = 0,7/80
Нежесткая заготовка
Материал заготовки: Низколегированная сталь
Жесткость системы СПИД:
Нежесткая заготовка, склонная к вибрациям
Задача:
Выбрать инструмент и параметры режима резания для
достижения приемлемой шероховатости обработанной
поверхности детали, склонной к вибрациям при
воздействии умеренных осевых усилий.
Шаг: 1_ - М - Н
Пластина
Геометрия: 1_ - М - Н
Метод
Попутное или встречное
фрезерование
Параметры режима резания
[8АМРУ1К1
[ИЕИИПИ]
Пример фрезерования: 4. Торцевое
М4
Операция:
Черновая, прерывистая
ар/ае = 5/60
Материал заготовки: Низколегированная сталь
Жесткость системы СПИД:
Задача:
Выбрать инструмент и параметры режима резания для
обработки прерывистых поверхностей с коркой или
окалиной, обеспечивая надежную обработку (стабильную
стойкость).
Пример фрезерования: 5.
Фрезерование прямоугольных уступов
М5
Операция:
Легкая черновая
ар/ае = 32/44
Материал заготовки: Низколегированная сталь
Жесткость системы СПИД:
Задача:
Выбрать инструмент, параметры режима резания и метод
обработки для получения уступа глубиной большей, чем
длина режущей кромки пластины, соблюдая соответст-
вующие требования по чистоте обработки.
Шаг: 1_ - М - Н
Пластина
Геометрия: 1_ - М - Н
Метод
Параметры режима резания
Пример фрезерования: 6.
Фрезерование прямоугольных уступов
Мб
Операция:
Получ истовая
ар/ае = 32/44
Материал заготовки: Низколегированная сталь
Жесткость системы СПИД:
Зависит от толщины стенки, остающейся посередине
Задача:
Выбрать инструмент, параметры режима резания и метод
фрезерования уступа дисковой фрезой, у которой ширина
меньше глубины уступа. Сравнить качество и эффектив-
ность обработки при встречном и попутном фрезерова-
нии. Подача на зуб Нт должна быть около 0,09 мм.
Шаг: I. - М - Н
Пластина
Геометрия: 1_ - М - Н
Метод
Попутное или встречное
фрезерование
Параметры режима резания
Пример фрезерования: 7. Обработка канавок
М7
Операция:
Получистовая
ар/ае = 12/40 и 10/20 мм
Материал заготовки: Низколегированная сталь
Жесткость системы СПИД:
Пониженная, поскольку инструмент имеет достаточно
большой вылет
Задача:
Выбрать инструмент, параметры режима резания и метод
обработки глубокой канавки с уступом. Подача на зуб
должна быть соизмерима с рекомендеумым значением
средней толщины стружки. При обработке более узкой части
канавки следует сравнить попутное и встречное
фрезерование.
Пластина
Геометрия: Р1_ - РМ
Метод
Попутное или встречное
фрезерование
Параметры режима резания
^8АЫРУ1К1
[еяиеши]
Пример фрезерования: 8. Обработка канавок
М8
Операция:
Получистовая обработка концевой фрезой
ар/ае = 6 - 8/25 мм
Материал заготовки: Низколегированная сталь
Жесткость системы СПИД:
Пониженная, поскольку инструмент имеет достаточно
большой вылет даже при жесткой заготовке.
Задача:
Выбрать инструмент, параметры режима резания и метод
фрезерования для работы без вибраций с большим
объемом снимаемого металла на операциях, требующих
большого вылета инструмента.
Вылет инструмента:
Пластина
Метод
Параметры режима резания
[8АЁЮУ1К]
[ЛИЗЯЗЗЕИИ]
Пример фрезерования: 9. Фрезерование полостей
М9
Операция:
От получистовой до черновой
ар = 2
Материал заготовки: Низколегированная сталь
Жесткость системы СПИД:
Задача:
Выбрать инструмент и параметры режима резания для
эффективного фрезерования полостей в цельной
заготовке при круговом и осевом направлении подачи
фрезы.
Шаг: I. - М - Н
Пластина
Геометрия: Ь - М - Н
Метод
Параметры режима резания
Многообразие отверстий
Сверление - одна из наиболее часто
встречающихся операций металлооб-
работки. Однако, здесь чаще всего
используются устаревшие инстру-
менты. Много времени теряется при
использовании спиральных сверл из
быстрорежущей стали с устаревшей
геометрией. Очень часто этот инстру-
мент работает вместе с современными
резцами и фрезами на новейших стан-
ках. Такое соседство снижает произво-
дительность и эффективность выпол-
нения обработки.
Сегодня нет необходимости смешивать
новый и устаревший инструмент. Суще-
ствует множество современных сверл
из твердого сплава и быстрорежущей
стали, а также сверл с неперетачивае-
мыми пластинами, которые преобра-
жают операцию сверления.
Практически каждая деталь имеет одно
или несколько отверстий. В основном
сверление сегодня производится на
токарных станках с ЧПУ или обраба-
тывающих центрах. Специальные свер-
лильные станки встречаются всё реже
и реже. В машиностроении существует
несколько основных видов отверстий:
крепежные отверстия без резьбы,
отверстия с резьбой, точные посадоч-
ные отверстия, отверстия - каналы для
чего-либо, балансировочные отверс-
тия. Отверстия также делятся на сквоз-
ные и глухие. Естественно, сверление
различных отверстий предъявляет свои
требования к инструменту и методам
обработки.
Существует четыре основных фактора,
которые всегда необходимо учитывать
при обработке отверстий:
• отношение диаметра (В) отверстия и
его глубины (Ь)
• требуемая точность и качество обра-
ботанной поверхности
• тип материала заготовки, его твер-
дость и состояние
• состояние станка и его возможности
Эти факторы влияют на выбор и спо-
соб сверления. Как и в других случаях
металлообработки, жесткость станка и
заготовки имеют большое значение.
Диаметр отверстия накладывает опре-
деленные ограничения на выбор типа
сверла. Самое маленькое сверло с непе-
ретачиваемыми пластинами имеет диа-
метр 12,7 мм. Для сверления меньших
отверстий нужно использовать цель-
ные спиральные сверла. Любые отвер-
стия большего диаметра можно про-
сверлить сверлами с неперетачивае-
мыми пластинами. Режущая кромка на
таком сверле образована несколькими
пластинами, поэтому она формирует
практически плоское дно отверстия.
Глубина отверстия также важный фак-
тор. Точнее, соотношение глубины к
диаметру отверстия сильно влияет на
выбор сверла и метод обработки. Чем
меньше это соотношение, тем лучше.
Длинным нежестким сверлом сложнее
получить прямолинейное отверстие с
высоким качеством обработанной
поверхности и гарантированным уда-
лением стружки.
►
8АГ10\/1К
Соготап!
Параметры режима резания
Основные параметры режима резания
при сверлении такие же, что при
точении и фрезеровании:
• частота вращения шпинделя (п), в
об/мин
• скорость резания (ус) - скорость
перемещения режущей кромки отно-
сительно обрабатываемой поверх-
ности, в м/мин. Скорость резания
изменяется вдоль режущей кромки
от максимума на периферии до нуля
на оси сверла. Скорость резания для
периферийной пластины - ус1.
Скорость резания сверла в центре -
(ус2)
• подача на оборот (Гп) - другая важная
величина для правильного примене-
ния сверла и использования его воз-
можностей. Сочетание подачи и ско-
рости резания влияет на стойкость и
сружкообразование. Начальные зна-
чения этих величин приводятся в
каталогах.
• осевая минутная подача (у?) -
скорость проникновения сверла в
заготовку, в мм/мин
Смазывающе-охлаждающая
жидкость
Расход и давление смазывающе-охлаж-
дающей жидкости (СОЖ) чрезвычайно
важны для работы современного высо-
копроизводительного сверла. При свер-
лении образуется большое количество
стружки, которую надо быстро удалять
из отверстия. Необходимо, чтобы во
время работы сверла давление и расход
СОЖ были достаточными для того,
чтобы уносить образующуюся стружку
по стружечным канавкам в корпусе
сверла.
Режущим кромкам сверла необходимо
охлаждение из-за высоких температур
в зоне резания. В отличие от
точения и фрезерования,
стружка при сверлении
не должна уносить с
собой тепло. СОЖ
должна охлаждать >
стружку так, чтобы \
она не имела внешних
признаков нагрева.
Подача СОЖ производится по внутрен-
ним каналам в корпусе сверла, которые
имеют выход на торце. Жидкость под-
водится к сверлу через специальную
державку, неподвижную или вращаю-
щуюся, в зависимости от применения на
токарном станке или обрабатывающем
центре.
СОЖ - расход и давление
Количество и давление СОЖ необ-
ходимо рассчитывать. Расход должен
измеряться на торце сверла, где нахо-
дятся режущие кромки. Рекомендации
по объему подачи СОЖ в зависимости
от диаметра сверла представлены на
диаграммах в каталогах, однако общим
правилом можно считать величину
подачи СОЖ в литрах равной диаметру
сверла в миллиметрах. Это значит, что
для сверла диаметром 20 мм необхо-
димо 20 л СОЖ в минуту.
Также нужно контролировать давление
СОЖ на торце сверла, т.к. потери дав-
ления присутствуют в трубопроводах
на пути СОЖ к режущим кромкам.
Рекомендуемые минимумы давления в
зависимости от диаметра сверла при-
ведены на диаграмме (стр. 246).
Давление также можно проверить при
горизонтальном расположении сверла.
Струя жидкости в этом случае должна
быть горизонтальной на расстоянии не
менее 30 см от режущих кромок.
Сверла меньшего диаметра нуждаются
в большем давлении и меньшем объеме
^А1ЧРу1К]
СОЖ, чем сверла большего диаметра.
Так сверло с неперетачиваемыми плас-
тинами диаметром 12,7 мм нуждается в
давлении 0,35 МПа, а сверло диаметром
50 мм - около 0,25 МПа. Современные
станки с ЧПХ как правило, обеспечи-
вают такие требования по объему и
давлению, но перед работой их все же
необходимо проверить и отрегули-
ровать.
Увеличить давление СОЖ можно
простыми способами, например, при
помощи сжатого воздуха или добавле-
нием дополнительного насоса и боль-
шого бака для СОЖ. Сверла большого
диаметра требуют большого коли-
чества охлаждающей жидкости,
поэтому бак должен вмещать объем в
5-10 раз больший, чем требуется СОЖ
в минуту.
Внутренний
подвод СОЖ
Применение сверл с
неперетачиваемыми пластинами
Конструкция сверла с неперетачивае-
мыми пластинами основана на конст-
рукции спирального сверла, но это
единственное сходство. Сверла с непе-
ретачиваемыми пластинами спираль-
ной конструкции имеют большую
жесткость, что гарантирует минималь-
ный увод сверла при достаточно
высоких подачах и обеспечивает высо-
кую точность отверстия. Стандартные
сверла Соготап! V изготавливаются в
различных исполнениях для оптималь-
ной работы при сверлении отверстий
разной глубины - 2, 3 и 4 диаметра
сверла для диапазона диаметров
12,7-58 мм. Данные сверла являются
самоцентрирующимися.
Режущая кромка составлена из 2-х или
более пластин, перекрывающих друг
друга. Конструкция пластин оптимизи-
рована в зависимости от положения
пластины на сверле (на периферии или
в центре) и требований к обработке.
Изготавливаются пластины прямоу-
гольного типа - ЬСМХ, или треу-
гольного - ХУСМХ, с универсальной
геометрией -53 из твердого сплава
соответствующего операции. Сверла
изготавливаются с различными типами
хвостовиков.
Сверло с неперетачиваемыми пласти-
нами - универсальный инструмент с
точки зрения особенностей операции,
обрабатываемого материала и условий
8АГОЛК
Соготап!
обработки. Пластины универсальных
геометрий и сплавов обеспечивают
высокую производительность и надеж-
ность при сверлении большинства
материалов. Однако, для достижения
высокой производительности и ка-
чества обработки необходимо помнить
о нескольких моментах.
Центрирование сверла. Неправильное
центрирование неподвижного сверла
по отношению к оси вращения заго-
товки отрицательно сказывается на
стойкости сверла. Операция будет про-
изводиться с неполным вовлечением в
работу всех режущих кромок, что при-
водит к неточности размера отверстия.
Для обеспечения точности обрабаты-
ваемого отверстия отклонение от соос-
ности сверла и заготовки должно быть
в пределах 0,03 мм.
На токарном станке сверло, как пра-
вило, устанавливается
горизонтально. При
этом следует уста-
навливать его так,
чтобы передняя
поверхность пери-
ферийной пластины
была параллельна оси
поперечного перемещения суппорта.
Важно не допускать нахождения режу-
щей кромки центральной пластины в
стороне от оси вращения заготовки,
иначе в центре образуется сердечник,
который может привести к поломке
сверла.
Сверла Соготап! II также могут обра-
батывать отверстия, отличающиеся по
диаметру от номинального диаметра
сверла. Радиальная регулировка в
пределах определенного диапазона для
каждого диаметра сверла обеспечивает
точность и возможность получения
отверстий разных диаметров. Для
неподвижного сверла регулировка
производится простым перемещением
сверла в радиальном направлении. Для
вращающегося сверла существует
специальная регулируемая державка,
позволяющая производить регули-
ровку с высокой точностью и обраба-
тывать отверстия большего размера,
чем диаметр сверла.
В каталоге СогоКеу представлена
информация о диапазоне регулировки
для каждого диаметра сверла. Напри-
мер, сверло диаметром 12,7 мм имеет
диапазон регулирования 1,2 мм, что
позволяет обрабатывать отверстия
диаметром до 15,1 мм. Сверло диа-
метром 26 мм имеет диапазон регули-
рования 2,5 мм, позволяющий сверлить
отверстия диаметром до 31 мм.
Неподвижное сверло способно раста-
чивать отверстия и обрабатывать
фаски. Также имеется возможность
обработки конусных отверстий. Сверло
может расточить отверстие после того,
как было произведено сверление, при-
чем это может быть произведено после
вывода сверла из отверстия, либо уже
на обратном ходу при выводе сверла. В
качестве подготовки к нарезанию
резьбы сверло обрабатывает фаски.
Глубина расточки должна соответство-
вать рекомендациям, при этом передняя
поверхность периферийной пластины
всегда должна быть параллельна оси
поперечного перемещения суппорта
(оси X).
8АЫРУ1К
Соготап!
Засверливание и выход сверла из
заготовки
В некоторых случаях для обеспечения
надежности работы необходимо кор-
ректировать подачу сверла. Это касает-
ся случаев, когда поверхность, на кото-
рой будет производиться сверление,
криволинейная или сверло пересекает
просверленное ранее отверстие.
Если поверхность, в которую засверли-
вается сверло, наклонена под углом
больше 2° и не перпендикулярна оси
сверла, рекомендуемую подачу следует
уменьшить на треть. Для углов наклона
больше 10° требуется снижать подачу
еще больше и использовать как можно
более короткое сверло.
Если поверхность заготовки прерывис-
тая, с выступами и впадинами, подачу
нужно уменьшить приблизительно до
0,045 мм/об до тех пор,
пока периферийная ре-
жущая кромка не всту-
пит в работу. Засвер-
ливание в прерывистую
поверхность и выход
сверла из нее без сни-
жения подачи может
привести к выкрашиванию пластин.
Вогнутые поверхности
также неудобны для
сверления, поскольку
в начале работает
только периферийная
пластина. Вершина
сверла может откло-
ниться от оси, поэтому
подачу также следует
уменьшить на треть от рекомендуемой.
Выпуклые поверхности более предпоч-
тительны, т. к. сверло начинает рабо-
тать центральной пластиной.
Если будет производиться рассверлива-
ние уже существующего отверстия, то
его диаметр не должен превышать
четверти диаметра сверла. В против-
ном случае сверло может отклониться
в сторону. Для обеспечения точности и
качества поверхности в этом случае
также необходимо несколько снизить
подачу.
При сверлении деталей с уже имею-
щимися отверстиями, которые сверло
будет пересекать при работе, подачу
нужно также снижать. Во время пере-
сечения отверстия подача должна быть
уменьшена на треть от рекомендован-
ных значений.
При обработке ступенчатых отверстий
в начале следует просверлить большие
отверстия, а затем меньшие. Если
отверстие имеет две ступени, то самое
большое отверстие следует сверлить
последним.
8АИ0\/1К
Соготап!
Пример обработки различных
отверстий
Отверстия сверлятся в большинстве
заготовок, при этом они имеют различ-
ное предназначение и характеристики.
У них разные диаметры, глубина, точ-
ность и шероховатость поверхности.
Наиболее часто встречаются короткие
отверстия, разительно отличающиеся
от длинных, для обработки которых
используется совершенно особое обо-
рудование, такое как ружейные сверла,
эжекторные сверла и сверла 8Т8.
Обычные сверла способны обрабаты-
вать отверстия глубиной до 5-ти диа-
метров, хотя чаще всего встречаются
отверстия глубиной не более двух
диаметров.
Рассматрим корпус, содержащий боль-
шинство обычных типов отверстий.
Материал заготовки - низколегирован-
ная сталь СМС 02.1, твердостью НВ280.
Планируя операцию сверления нужно
учесть следующее:
• отношение глубины к диаметру
отверстия
• требуемые точность и шерохова-
тость обработанной поверхности
• материал заготовки, его твердость и
состояние
• характеристики станка
В заготовке нужно просверлить нес-
колько отверстий разных диаметров,
глубин, точности и различных по назна-
чению. Каждый из упомянутых факто-
ров должен учитываться для оптими-
зации обработки. Присутствуют сле-
дующие типы отверстий:
В5. Каналы диаметром 20 мм по всей
ширине заготовки с широким допус-
ком +0,4/-0,2 мм.
Об. Отверстия диаметром 20 мм, с не-
большой глубиной и допуском ±0,3 мм.
07. Сквозные отверстия диаметром
12,7 мм - вторая ступень после отвер-
стий Об.
08. Сквозные отверстия диаметром
12,7 мм, пересекающиеся с ранее обра-
ботанным отверстием.
09. Базовые отверстия блока диа-
метром 12,7 мм с жестким допуском
±0,05 мм.
010. Сквозные крепежные отверстия
диаметром 14 мм с допуском ±0,15 мм.
8А1Ч0У1К
Соготап!
Глубокие отверстия
Операция 05 включает сверление
отверстий диаметром 20 мм по всей ши-
рине заготовки, составляющей 100 мм.
Отношение глубины к диаметру равно
5, поэтому требуется самый длинный
тип сверла для коротких отверстий.
Однако, нужно помнить, что чем длин-
нее сверло, тем сложнее соблюдать
прямолинейность отверстия и удалять
стружку из зоны резания по длинным
стружечным каналам.
Для сверления глубоких отверстий
глубиной до 5-ти диаметров, сверла
СоготаЩ V изготавливаются в испол-
нении ТаПог Маде. На сверло как в
центральное гнездо, так и периферий-
ное следует устанавливать пластины
ЬСМХ с геометрией пластины -53 и
маркой сплава 1020.
Проблемы при засверливании
Операция 06 тоже включает сверление
отверстий диаметром 20 мм, но не таких
глубоких, как в операции 05. Глубина
отверстия всего 15 мм, однако плос-
кость на которой начинается сверление
не перпендикулярна оси сверла, что
ухудшает условия сверления. Здесь
нужно применять самое короткое
исполнение сверла длиной два диа-
метра. Это обеспечит сверлу высокую
жесткость, которая необходима при
работе только одной пластиной.
В нашем примере угол наклона плос-
кости составляет 15 градусов, что
достаточно много, и требует значитель-
ного снижения подачи пока все режу-
щие кромки не вступят в работу. Для
углов наклона до 2-х градусов следует
снизить подачу до одной трети от реко-
мендуемой.
Сверление меньшего отверстия в
большем и пересекающиеся
отверстия
Операция В7 состоит из сверления
отверстий небольшого диаметра, соос-
ных отверстиям просверленным в
операции Об. Таким образом выдер-
живается правильная последователь-
ность обработки: сначала сверлится
большее отверстие, затем меньшее. В
этом случае засверливание произво-
дится в практически плоское дно пер-
вого отверстия. В противном случае
большее отверстие будет обрабаты-
ваться с неполным вовлечением режу-
щих кромок в работу, что негативно
скажется на качестве обработки. В
зависимости от того на сколько неров-
ным оказалось дно первого отверстия,
может потребоваться снижение подачи.
Отверстие Э8 диаметром 12,7 мм пере-
секает отверстие 05. Пересечение про-
исходит под углом 90°, кроме этого
начало и конец отверстия находятся на
вогнутых поверхностях. Глубина отвер-
стия 50 мм, что делает соотношение
глубины к диаметру равным 4. Поэтому
следует применять сверло с таким же
отношением рабочей длины и диа-
метра, чтобы обеспечить достаточную
жесткость. Непосредственно перед
пересечением отверстий необходимо
снизить подачу. Это снизит влияние
неблагоприятных условий при непол-
ной работе режущих кромок и предот-
вратит образование заусенцев. Подачу
следует снизить до четверти от
рекомендуемой.
8АЦРУ1К
Согогпагй
Точные отверстия
В операции 09 должно быть просвер-
лено отверстие диаметром 12,7 мм с
допуском ±0,05 мм при помощи сверла с
неперетачиваемыми пластинами. Соот-
ношение глубины к диаметру отвер-
стия составляет 2,4, т. к. высота заго-
товки равна 30 мм.
Сверло Соготап! 11 с соотношением
длины к диаметру равным 3 наиболее
подходит для данной операции с точки
зрения жесткости. Сверло можно
использовать с регулируемым патро-
ном, обеспечивающим возможность
сверления некоторого диапазона отвер-
стий одним и тем же сверлом. Патрон
также обеспечивает точную настройку
сверла на размер, снижая возможные
отклонения. Таким образом, дости-
гается точность сверления с допуском
1Т10. Для получения требуемого
качества поверхности, можно немного
снизить подачу. Этим способом можно
сверлами с неперетачиваемыми плас-
тинами обрабатывать точные отверс-
тия с высокой эффективностью.
Сверление отверстий большего
диаметра, чем диаметр сверла
Последняя операция 010 включает
обработку отверстий диаметром 14 мм
с допуском ±0,15 мм. Эти отверстия
можно просверлить сверлом размером
12,7 мм, используя регулируемый
патрон.
Материал заготовки
Материал заготовки - низколегиро-
ванная сталь СМС 02.1 с твердостью
НВ280. Это значение отличается от
базового значения твердости материа-
ла, для которого приведены рекоменда-
ции по параметрам режима резания в
каталоге. Поэтому рекомендуемые
параметры режима резания следует
оптимизировать для обеспечения стой-
кости инструмента и надежности
операции.
В качестве начального значения нужно
выбрать, согласно каталогу, скорость
резания 160 м/мин и скорректировать
это рекомендуемое табличное значе-
ние согласно приведенным в каталоге
коэффициентам коррекции. В данном
случае скорость резания составит 107
м/мин.
|здцру!!<
Обработка металлов резанием
Пример 1. Сверление
01
Операция:
Проверить положение инструмента и допуск при
сверлении
Эскиз обработки:
Задачи:
При вращающемся или неподвижном сверле определить
положение инструмента, диаметр обработанного
отверстия и допуск.
[8АМРУ1К1
Пластина
Метод
Параметры режима резания
1чБ\Л1
Обработка металлов резанием
Пример 2. Сверление
02
Операция:
Проверить, чтобы выбранный режим резания
обеспечивал надежное удаление стружки
Материал:
Аустенитная нержавеющая сталь
Эскиз обработки:
I
- 021
I
Задача:
Сравнить формирование и удаление стружки на подаче
(Гп) и скорости резания (ус) по СогоКеу и на подаче и
скорости вне рекомендуемого диапазона.
Пластина
Метод
Параметры режима резания
[8АИО\71К1
[ИЕЕИИЯИ]
Обработка металлов резанием
Пример 3. Сверление
03
Операция:
Черновое и чистовое сверление за одну операцию
Материал:
Низколегированная сталь
Эскиз обработки:
I
024.4
□
*55
Задача:
Выбрать метод и параметры режима резания для
сверления отверстия диаметром 24,4 мм с оптимальной
для данных условий шероховатостью обработанной
поверхности. Использовать стандартное сверло
диаметром 21,0 мм и длиной рабочей части ЗхЭ.
Пластина
Метод
Параметры режима резания
Обработка металлов резанием
Пример 4. Сверление
04
Операция:
Сверление двух соосных отверстий разного диаметра
Материал:
Низколегированная сталь
Задача:
Выбрать метод, инструмент и параметры режима резания
для наиболее эффективного способа сверления отверстия
под резьбу.
Пластина
Метод
Параметры режима резания
Обработка металлов резанием
Пример 5. Сверление
05
Операция:
Сверление длинного сквозного отверстия
Материал:
Низколегированная сталь
Эскиз обработки:
Задача:
Выбрать инструмент, метод и параметры режима резания
для сверления отверстия длиной 5 х О в материале,
твердость которого отличается от принятой в СогоКеу.
Пластина
Метод
Параметры режима резания
Обработка металлов резанием
Пример 1. Сверление
06
Операция:
Сверление отверстий на наклонной поверхности
Материал:
Низколегированная сталь
Эскиз обработки:
Задача:
Выбрать инструмент и параметры режима резания для
сверления отверстий на наклонной плоскости.
Пластина
Метод
Параметры режима резания
Обработка металлов резанием
Пример 7. Сверление
07
Операция:
Сверление отверстий на неровной наклонной
поверхности
Материал:
Низколегированная сталь
Эскиз обработки:
Задача:
Выбрать инструмент и параметры режима резания для
сверления глубокого отверстия диаметром 12,7 мм на
неровной наклонной поверхности.
Пластина
Метод
Параметры режима резания
|8АМ071К|
[ЕИПИ]
Обработка металлов резанием
Пример 8. Сверление
08
Операция:
Сверление пересекающихся отверстий
Материал:
Низколегированная сталь
Эскиз обработки:
Задача:
Выбрать инструменты и параметры режима резания
для сверления небольшого отверстия, пересекающего
отверстие большего диаметра, что вызывает дополни-
тельные нагрузки на режущие кромки сверла.
[8АМРУГК1
[ИЕЯЕиППИ]
Пластина
Метод
Параметры режима резания
[8АМСА/1К1
РЕШЕШЧ
Обработка металлов резанием
Пример 9. Сверление
09
Операция:
Сверление точного отверстия малого диаметра
Материал:
Низколегированная сталь
Эскиз обработки:
Задача:
Сверление отверстия диаметром 12,7 мм с допуском
±0,05 мм.
[8ЖО\71К1
Пластина
Метод
Параметры режима резания
ММ
Обработка металлов резанием
Пример 10. Сверление
010
Операция:
Сверление отверстия диаметром большим диаметра
сверла.
Материал:
Низколегированная сталь
Эскиз обработки:
Задача:
Сверление отверстия диаметром 14 мм с допуском
±0,15 мм сверлом диаметром 12,7 мм.
Пластина
Метод
Параметры режима резания
[ЗА№МК]
Инструментальные
материалы
Из чего сделаны пластины?
Обработка металлов резанием произ-
водится режущим лезвием. Именно
здесь при срезании припуска обра-
зуется стружка, «обнажая» готовую
деталь. Для процесса резания необхо-
димо, чтобы материал инструмента
был тверже обрабатываемого мате-
риала и сохранял свою твердость при
высоких температурах. Фактически,
сменные многогранные пластины
(СМП) - это комбинация инструмен-
тального материала и режущей гео-
метрии. Любая обработка настолько
хороша, насколько хорошо режущее
лезвие и способ его применения.
У инструментального материала есть
три основные характеристики, опреде-
ляющие способность работать на высо-
ких скоростях и с большими подачами:
износостойкость, прочность и способ-
ность сохранять твердость и химичес-
кую стабильность при повышенных
температурах (красностойкость).
Инструментальные материалы посто-
янно развиваются. Они - результат
исследований, которые велись на про-
тяжении всего двадцатого века, осо-
бенно интенсивно с тридцатых годов.
Деталь, которая обрабатывалась в 1900
году 100 минут, сегодня обрабатывается
меньше минуты. Не будет преувеличе-
нием сказать, что развитие инструмен-
тальных материалов стало основой для
современной промышленности.
Сегодня существуют материалы,
максимально оптимизированные для
конкретного применения, которые
обработают конкретную заготовку при
заданных условиях наиболее эффек-
тивно. Это касается не только новых
инструментальных материалов, но и
быстрорежущих сталей, которые стали
работать в несколько раз быстрее. Но
не быстрорежущие стали привели к
бурному развитию металлообработки.
Факторы, влияющие на инструмент
По сути, инструмент режет металл
потому, что он тверже заготовки и у
него есть режущий клин. Но добиться
высокой производительности не так то
просто. Выбор инструмента для конк-
ретной операции осуществляется по
нескольким критериям.
Тип операции - черновая или чистовая,
условия обработки - с ударами или без,
величина припуска. Заготовка характе-
ризуется типом материала, его струк-
турой, твердостью, прочностью, одно-
родностью, наличием корки и каких-
либо включений.
Для станка важны: его состояние, мощ-
ность, жесткость, скоростные возмож-
ности. Также следует обращать внима-
ние на закрепление заготовки. Пара-
метры режимы резания влияют на
температуру в зоне резания и нагрузки
8АЫРУ1К
Соготап!
на режущую кромку, а следовательно,
на инструментальный материал.
Требуемая точность изготовления и
качество обработанной поверхности
влияют на выбор инструментального
материала, поскольку разные материа-
лы дают разное качество обработки.
Общая жесткость системы СПИД
(станок-приспособрение-инструмент-
деталь) определяет насколько прочной
должна быть режущая кромка, чтобы
выдерживать влияние сил резания.
Поэтому во многих случаях приходится
исключать применение хрупких инст-
рументальных материалов.
Правильный выбор инструментального
материала - ключевой момент в
достижении максимальной эффектив-
ности производства. Простои оборудо-
вания при смене изношенного или
сломанного инструмента снижают по-
казатели производительности, поэтому
необходимо точно подбирать материал
инструмента. Ни один инструменталь-
ный материал не выдерживает ВСЕХ
требований предъявляемых условиями
обработки. Однако, твердый сплав
способен работать на различных опера-
циях в широком диапазоне условий
обработки.
Твердый сплав
Твердый сплав - это инструменталь-
ный материал, состоящий из твердых
зерен карбидов, соединенных связкой.
Твердый сплав имеет прекрасное соче-
тание свойств с точки зрения металло-
обработки. Он занимает лидирующую
позицию в большинстве процессов
резания металлов.
Твердый сплав
Наибольшие возможности по приме-
нению, на данный момент, у твердого
сплава с износостойким покрытием.
Твердые сплавы с покрытием исполь-
зуются, в основном, для обработки
алюминия, а также в исключительных
случаях.
Являясь продуктом порошковой метал-
лургии, твердый сплав изготавливается
из набора карбидов металлов и связки.
Основное свойство карбидов - их
твердость. Основными карбидами
для изготовления твердых сплавов
являются: карбид вольфрама (ХУС),
карбид титана (Т1С), карбид тантала
(ТаС), карбид ниобия (1ЧЬС). В качестве
связки обычно служит металлический
кобальт (Со). Кроме того, зерна кар-
бидов способны соединяться друг с
другом и не требуют применения боль-
шого количества связки. Размер зерна
карбидов варьируется в пределах от 1
до 10 мкм, а их доля в объеме твердого
сплава составляет от 60 до 95%.
Различные твердые сплавы значитель-
но отличаются друг от друга по своим
свойствам: одни тверже, другие проч-
нее. Сплавы, применяемые для произ-
водства режущих пластин, различаются
по следующим признакам:
• тип и размер зерна
• тип и количество связки
• тип покрытия
• технология производства
• количество примесей
8АКЮ\/1К
Соготап!
Высокое содержание карбидных зерен
делает твердый сплав более износо-
стойким, имеющим большую твердость
и предел прочности на сжатие. Увели-
чение доли металлической связки
придает твердому сплаву изгибную
прочность. Изгибная прочность озна-
чает для твердого сплава способность
противостоять развитию трещин, она
обратно пропорциональна твердости и
больше у сплавов с большим содер-
жанием связки. Таким образом,
большой размер зерен карбидов и
большое количество связки создают
прочный твердый сплав, а сплав с
высокой твердостью получается из
мелких зерен карбидов с небольшим
количеством связки.
В сравнении с обрабатываемыми мате-
риалами, например, со сталью, твердые
сплавы имеют большую твердость,
большую прочность на сжатие, но
меньший предел прочности на
растяжение. Плотность твердого
сплава в среднем вдвое больше, чем
плотность стали. Жесткость твердого
сплава выше, чем у стали, модуль
упругости которой вдвое больше.
Поэтому твердый сплав является
прекрасным инструментальным ма-
териалом. Несмотря на то, что при
высоких температурах твердость и
прочность твердого сплава несколь-
ко ументшаются, он обеспечивает
работу при высоких скоростях реза-
ния. Величины и диапазон значений
прочности, энергии хрупкого разруше-
ния, предела прочности на разрыв и
ударной вязкости позволяют режущему
лезвию надежно работать при раз-
личных условиях, при обработке раз-
личных материалов.
При высоких температурах в зоне реза-
ния свойства твердого сплава прибли-
жаются к свойствам заготовки. Однако,
даже в этих условиях твердый сплав
способен выполнять резание.
Твердый сплав с покрытием
В настоящее время большинство твер-
дых сплавов имеют покрытие. Такие
сплавы доминируют в токарной обра-
ботке, составляя три четверти от
общего объема потребления. Совре-
стали и чугуна
менный твердый сплав с покрытием
претерпел много изменений и усовер-
шенствований с момента первого при-
менения. В последние годы, сплавы с
покрытием получили распространение
в сверлении и фрезеровании разных
групп материалов.
Карбид титана и оксид алюминия
являются чрезвычайно твердыми мате-
риалами. Они обеспечивают износо-
стойкость, обладают химической инер-
тностью и поэтому создают хими-
ческий и термический барьеры между
инструментом и обрабатываемым ма-
териалом. Нитрид титана не такой
твердый материал, но он обеспечивает
низкий коэффициент трения на
поверхности инструмента и стойкость к
кратерному износу. Кроме того, нитрид
титана обладает привлекательным
золотым цветом.
Различные комбинации покрытий обес-
печивают твердым сплавам широкий
диапазон применения благодаря боль-
шей износостойкости, а также хими-
ческой инертности к обрабатываемому
материалу. Красностойкость как свой-
ство материала не изменяется нали-
чием покрытия. Однако, низкая тепло-
проводность покрытия не позволяет
теплу проходить в основу твердого
сплава. Трение и внешний вид также
имеют значение. Некоторые пластины
имеют золотой цвет, другие серые или
черные, в зависимости от верхнего слоя
покрытия.
8АМРУ1К
Соготап!
Карбонитрид титана является прекрас-
ной связкой, обладает износостой-
костью и поэтому используется в
качестве связки между основой сплава
и покрытием.
Покрытия на твердом сплаве очень
тонкие, обычно общая толщина покры-
тия составляет 2-12 мкм, чрезмерная
толщина может вызвать отрицатель-
ные эффекты.
Пластины с покрытием являются
первым выбором почти для всех
операций точения, фрезерования и
сверления для обработки большинства
материалов.
Классификация твердых сплавов
Твердые сплавы с покрытием и без
него, различные обрабатываемые ма-
териалы, различные варианты приме-
нения и виды операций создают огром-
ное количество комбинаций. Твердые
сплавы описываются их производите-
лем, но необходима их классификация с
точки зрения операции, где они приме-
няются, условий работы и обрабаты-
ваемого материала. Каждый сплав
перекрывает некоторый диапазон при-
менения для конкретной операции по
данному материалу. Графически эти
зоны выглядят как прямоугольники с
указанием середины диапазона приме-
нения, что означает условия наиболее
благоприятные для применения сплава.
Предназначение классификации 180 -
создание системы обозначения твердых
сплавов, облегчающей выбор сплава
для того, кто его применяет. Однако,
несколько твердых сплавов могут
иметь один код применения, без ука-
зания особенностей каждого сплава.
РЮ может быть твердым сплавом без
покрытия на основе карбида вольф-
рама с мелким или крупным зерном.
Или сплав РЮ может иметь покрытие
различного состава и толщины. Также
код РЮ может иметь кермет, который
опять же является другим инструмен-
тальным материалом. Поэтому, раз нет
описания продукта, то нет возможности
определения величин, касающихся при-
менения сплава. Обозначение РЮ без
конкретных величин приведет к огром-
ному количеству вариантов примене-
ния и большому количеству проблем.
Различия в работе разных сплавов
могут привести к значительным разли-
чиям в себестоимости обработки.
Поэтому классификация 180 - это
начальный этап выбора инструмента
для конкретного применения. Она
предоставляет информацию по всем
возможным вариантам. После этого
необходимо получить более подробную
информацию по выбранным сплавам.
Затем операция должна быть описана и
просчитана в соответствии со свой-
ствами каждого инструментального
материала, а также проведены необхо-
димые тесты. Анализ должен привести
к наиболее оптимальному выбору, обес-
печивающему наименьшую стоимость
обработки.
Классификация 180 имеет три
основных группы обрабатывае-
мых материалов:
Синяя группа - Р - материалы
образующие сливную стружку, в
основном стали.
Желтая группа - М - материалы
образующие сегментную стружку,
более труднообрабатываемые, на-
пример, нержавеющие стали.
Красная группа - К - материалы
образующие стружку скалывания,
в основном.чугуны.
8АМРУ1К
Соготап!
Каждая область имеет цифровой ряд,
обозначающий условия обработки от
черновой до чистовой. Ряд начинается с
01, что соответствует суперфинишному
точению или растачиванию на высоких
скоростях резания без ударных нагру-
зок, с небольшой подачей и глубиной
резания. Далее цифровое обозначение
идет через чистовую, получистовую
обработку к средним условиям работы,
которые обозначаются как 25, и далее
до 50, что соответствует черновой обра-
ботке на низких скоростях резания с
высокими нагрузками на режущую
кромку. Требования к износостойкости
и прочности изменяются в зависимости
от области применения. Область 01
требует износостойкости, а 50 - макси-
мальной прочности.
Производство твердых сплавов
Твердый сплав - продукт порошковой
металлургии, производится в тщатель-
но контролируемом технологическом
процессе. Структура и состав сплава
важны для конечного качества про-
дукта и, следовательно, для эксплуата-
ционных свойств. Количество посто-
ронних включений и нежелательных
фаз сокращают до крайне низкого
уровня, т. к. они негативно влияют на
качество. Естественно, процесс произ-
водства твердого сплава сегодня значи-
тельно отличается от того, что было
вчера.
Производство твердого сплава вклю-
чает следующие основные стадии:
- производство порошка,
- прессование заготовок,
- спекание,
- обработка пластин,
- нанесение покрытия.
Производство порошка (1)
Основной материал для производства
твердого сплава - вольфрамовая руда.
Вольфрамовый порошок получается из
оксида вольфрама, восстановленного
химически из руды. Различные условия
получения вольфрама влияют на
размер отдельных зерен порошка.
Партии вольфрамового порошка раз-
ного размера поступают на стадию
производства карбида вольфрама.
Порошки вольфрама и углерода тща-
тельно взвешиваются и перемеши-
ваются. Затем смесь загружается в
печи, где в нейтральной атмосфере
вольфрам и углерод соединяются в
карбид вольфрама. Прежде чем про-
должить путь по технологической цепи,
карбид проверяется на содержание
чистого углерода, на кристаллическую
структуру и размер зерна.
Используя разные типы порошков
карбида вольфрама, возможно изготав-
ливать различные сплавы с хорошей
повторяемостью свойств, оптимизиро-
ванных для конкретного применения.
Также производятся карбиды титана,
тантала и ниобия. Карбиды и кобальт
являются исходными материалами для
производства твердых сплавов.
Прессование (2)
Прессование смесей в заготовки плас-
тин производится на прессах одинар-
ного или двойного действия в брикети-
рующих штампах. Во время прессова-
ния заготовка приобретает свою фор-
му, но не размеры. Это происходит из-за
того, что в заготовке около 50%
связки-пластификатора. Пластифика-
тор испаряется во время спекания, что
приводит к усадке заготовки и умень-
шению линейных размеров на 17-20%
8АЩУ1К
Соготап!
дит усадка сплава и про-
падают поры. При за-
твердевании растворенные
карбиды осаждаются на
нерастворенные из метал-
лической связки.
Спекание (3)
Прессованная заготовка имеет много
пор (до 30%). Спекание - процесс
термической обработки, при котором
поры закрываются и образуется связка
между твердыми составляющими, т. е.
отдельные зерна карбидов связывают-
ся друг с другом. Спекание должно
привести к непосредственной реакции
между зернами и связкой, поры должны
пропасть. Для разных составов твер-
дого сплава существуют свои типы про-
цесса спекания. Многолетние исследо-
вания сделали спекание сложным и
строго контролируемым процессом.
Чтобы из заготовки получился инстру-
ментальный материал, при спекании
требуется поддержание определенной
температуры, контроль времени и внут-
ренней среды в печи.
К моменту, когда температура дости-
гает 14()0-1600°С связующий металл
расплавляется и растворяет большую
часть карбидов. В этой точке 10-50%
объема материала будет в расплав-
ленном состоянии. Карбиды, не раство-
ренные в расплаве, начинают расти за
счет растворенных. Во время роста они
меняют свою форму. Одновременно со
структурными изменениями происхо-
При необходимости производится
механическая обработка пластин,
например, шлифовка или скругление
режущей кромки. (Стадия 4)
Нанесение покрытия (5)
Усовершенствование и укрепление
связи между различными слоями
покрытия и основой твердого сплава
привело к созданию новых поколений
твердых сплавов. Покрытия имеют
один, два, три или более слоев,
обеспечивающих различные свойства.
Толщина покрытия пластин составляет
от 2 до 12 мкм (человеческий волос
имеет диаметр в среднем 75 мкм).
Твердые сплавы с покрытием произ-
водятся путем наложения слоев на
пластину. Основным методом сегодня
является химическое осаждение - СУО.
Комбинация основы сплава и покрытия
СУО - это основа производства
современных твердых сплавов для
точения, фрезерования и сверления.
Основа процесса СУО - химические
реакции различных газов. Пластины
нагреваются до 1000°С.
Процесс СУО сегодня - это полностью
контролируемый и автоматизирован-
ный процесс, который позволяет нанес-
ти покрытие практически на любую
основу, покрытие будет однородным, а
крепление покрытия к основе будет на
должном уровне. На пластины может
наноситься оксид алюминия, который
обеспечивает пластине хорошие экс-
плуатационные свойства.
Другой метод покрытия - физическое
осаждение - РУО. Этот процесс все
больше используется для нанесения
покрытия на твердые сплавы, хотя он
более требователен к основе, на кото-
рую должен быть нанесен. Температура
процесса составляет 500°С. Покрытие
РУО особенно хорошо подходит для
сложнопрофильных и острокромочных
пластин, таких как пластины для
фрезерования и сверления, а также
сложных токарных пластин. Покрытие
РУП тоньше, чем покрытие СУП.
Покрытие СУП, благодаря наличию
слоя оксида алюминия, обеспечивает
большую износостойкость пластине и
имеет толщину около 12 мкм.
Пластины с покрытием:
Покрытие СУО: Основа сплава
смесь М/С/Т1С/С0 обеспечивает
прочность пластины. Чем больше
кобальта, тем большую прочность
имеет сплав, но тем меньше изно-
состойкость и красностойкость. В
качестве первого слоя обычно
используется карбонитрид титана -
ТЦСМ). Он обладает хорошей изно-
состойкостью и твердостью, хоро-
шо работает на задней поверх-
ности пластины. Оксид алюминия
А12О3 сохраняет твердость и хими-
ческую инертность при высоких
температурах. Этот слой обеспечи-
вает прекрасную износостойкость,
особенно стойкость к абразивному
износу и окислению при обработке
стали или чугуна. Тонкий слой
нитрида титана ИМ на поверхности
пластины уменьшает трение и дает
пластине золотой цвет.
Покрытие Р\/0: Покрытие РУО про-
изводится при меньших темпера-
турах, чем СУО и не влияет на
основу сплава. Это покрытие тонь-
ше, поэтому сохраняется острота
режущей кромки. Такое покрытие
прекрасно работает на пластинах,
производящих чистовую обработку
нержавеющей стали или нареза-
ние резьбы, где выделяется срав-
нительно мало тепла.
8АЫРУ1К
Соготап!
инструмента
Основные положения
Современный режущий инструмент, в
основном, не требователен к обслу-
живанию. Если не принимать во вни-
мание поворот и смену режущих плас-
тин, то токарный, фрезерный и свер-
лильный инструмент надежно работает
долгое время. Переточка инструмента
уходит в прошлое, и даже размерная
настройка требуется все реже. Стой-
кость инструмента предсказуема и
контролируема в большинстве опера-
ций, кроме того меньшее количество
инструмента способно выполнить боль-
шее количество задач, чем прежде.
Модульные системы оснастки позво-
ляют менять пластины, обслуживать
инструмент и настраивать его вне
станка, снижая таким образом простои.
Существует несколько основных тре-
бований к обслуживанию инструмента.
Они направлены на то, чтобы процесс
обработки был безопасным, инстру-
мент служил дольше и обеспечивал
качество обработки. Выполнение тре-
бований повышает надежность работы
не только пластин, но всего инстру-
мента. Это обеспечивает высокий уро-
вень производительности и низкую
себестоимость обработки.
Режущие пластины
Проверка износа и повреждений режу-
щих пластин являются естественными
и наиболее частыми видами обслужи-
вания инструмента. Особенно важна
проверка места непосредственного
контакта пластины и заготовки.
Наблюдение за развитием износа и
управление этим развитием очень
важны в любом варианте обработки.
Если на режущей кромке развивается
нетипичный вид износа для данной
операции и материала, то
пластина, как правило,
быстро теряет режущие
.х) свойства. Это является
инДикатоРом непра-
ЩМЯШМ) вильного выбора инст-
румента для данной
операции. Анализ вида
/| износа и его корректи-
ровка могут значительно про-
длить жизнь инструмента.
Повреждение пластины также может
означать, что она установлена неверно.
Пластина, которая ненадежно закреп-
лена в гнезде будет двигаться, что ско-
рее всего приведет к поломке. Кроме
того, неаккуратное отношение к инст-
рументу, удары при обслуживании и
перемещении приводят к повреждению
кромок на новом инструменте.
Опорная пластина и
гнездо под режущую пластину
Опорная пластина - важная часть
любой державки. Она является жест-
ким основанием для режущей пластины
и защищает корпус державки. Нужно
проверять состояние опорной плас-
тины при повороте или смене режущей.
Поврежденная опорная пластина не
будет эффективно поддерживать режу-
щую, что может привести и
к поломке последней.
Поэтому всегда необ-
ходимо проверять пра-
вильность расположе-
ния режущей пластины
и плотность её прилега-
ния к поверхностям кон-
такта гнезда.
Чтобы режущая пластина была закре-
плена надежно, гнездо и опорная плас-
тина не должны иметь загрязнений.
Твердые частицы, грязь и стружка
должны быть удалены из гнезда
любым доступным способом. Когда
режущие пластины установлены, необ-
ходимо проверить на отсутствие зазо-
ров между ними и опорными поверх-
ностями гнезда. При закреплении
винтом, рычагом или прижимом нужно
удерживать режущую пластину в пра-
вильном положении в гнезде. Убе-
дитесь, что боковые поверхности режу-
ей пластины не висят над
точками контакта и плот-
ность прилегания к опор-
ной пластине удовлетво-
рительная. Это особенно
касается длинных и узких
пластин.
Также важно, чтобы углы
опорных пластин не были сколоты.
Такие повреждения приводят к тому,
8АМРУ1К
Соготап!
Техническое обслуживание
инструмента
что пластина лишается опоры и это
крайне нежелательно из-за низкого
предела прочности твердого сплава на
растяжение, а изгибные нагрузки вызы-
вают как раз напряжения растяжения.
С другой стороны, предел прочности на
сжатие у твердого сплава высок, что
позволяет ему выдерживать высокое
давление.
При обработке нержавеющей стали
пульсирующие усилия резания дейст-
вуют на пластину и опору. Это может
привести при высоких температурах к
пластической деформации опоры и, как
следствие, возникновению отпечатков
профиля передней поверхности дву-
сторонней пластины на поверхности
опорной пластины. Этот момент необ-
ходимо проверить перед обработкой
материала, который создает при
резании высокое давление, например,
при точении чугуна. Возникающая в
результате неплоскостность опоры
может привести к поломкам пластины,
находящейся в гнезде.
Крепежные винты
Винты, прижимы и
рычаги, закрепляющие
пластины, должны за-
крепляться с требуе-
мым усилием и с исполь-
зованием соответствую-
щего ключа или отвертки. Превы-
шение усилия зажима приводит к
чрезмерным растягивающим нагруз-
кам на винты, а недостаточное усилие
может вызвать выход из строя режу-
щей пластины.
Перед сборкой на крепежные винты
следует нанести специальную смазку
Мо1уко1е, которая предупреждает за-
клинивание и позволяет достигать тре-
буемого усилия закрепления. Смазка
наносится на резьбу и на головку винта.
Винты, которые закрепляют режущие
пластины подвергаются высоким меха-
ническим и температурным нагрузкам.
От этого небольшого, но важного
элемента требуется очень много.
Поэтому для закрепления пластин
необходимо использовать только
винты без повреждений. Если винт
имеет какие-либо видимые поврежде-
ния, он должен быть заменен. Винт с
повреждениями или растянутый винт
не сможет надежно закрепить пластину,
что приведет к вибрациям и выкраши-
ванию режущей кромки.
Следовательно, не стоит
экономить на такой ме-
лочи как винт, чтобы
обеспечить безопасность
процесса обработки.
Контактные
поверхности
Всегда проверяйте состояние контакт-
ных поверхностей на корпусе токар-
ного или фрезерного инструмента, или
на хвостовике сверла. Нужно, чтобы на
этих поверхностях не было поврежде-
ний или загрязнения, которые приводят
к неплотному контакту между инстру-
ментом, базовым держателем и шпин-
делем станка. Все загрязнения должны
быть тщательно удалены.
При проведении расточки, особенно
важно обеспечить надежное закреп-
ление инструмента в резцедержателе
станка. Характер закрепления значи-
тельно влияет на качество обработки.
Также проверяйте поверхности кон-
такта в резцедержателе. Опорная по-
верхность не должна иметь дефор-
маций, особенно в месте выхода инстру-
мента. Если державка неплотно приле-
гает к опорной поверхности, это увели-
чивает вылет инструмента и, следова-
тельно, может привести к возникно-
вению вибраций.
►
8АМРУ1К
Соготап!
инструмента
Ключи и отвертки
Для обслуживания инструмента
используются соответствующие ключи
и отвертки, которые должны быть в
рабочем состоянии. Обычно ключи
поставляются вместе с инструментом.
Эти ключи полностью соответствуют
требованиям данного инструмента.
Некоторые отвертки и ключи имеют
особые ручки в виде флажков, которые
не позволяют превысить крутящий
момент и усилие на винт.
Чистая, хорошо организованная и
правильно обслуживаемая инструмен-
тальная оснастка сократит затраты лю-
бого производства. На складе должны
присутствовать только те инстру-
менты, которые часто используются в
производстве и действительно необ-
ходимы. Каталоги предлагают полную
программу инструмента, которая пре-
доставляет большие возможности по
обработке различных деталей.
Жесткость
И наконец, очень важным фактором
для механообработки является жест-
кость. Основная причина плохого
качества обработки и низкой безопас-
ности процесса - недостаточная жест-
кость. Если одно звено в цепи инстру-
ментальной наладки имеет низкую
жесткость. Этот изъян распростра-
нится на все соседние звенья. Возмож-
ным способом увеличения жесткости
является использование правильно
выбранного инструмента, уменьшение
вылетов и применение оснастки макси-
мально возможного сечения. Низкая
жесткость - это большая себестои-
мость обработки, низкая производи-
тельность и потеря времени.
Кратко о техническом
обслуживании инструмента:
• проверьте величину износа
инструмента
• проверьте опорные пластины
на предмет повреждения
• убедитесь в чистоте гнезда под
пластину
• убедитесь, что режущая
пластина установлена
правильно
• убедитесь в наличии
соответствующих ключей и
отверток
• убедитесь в надежном
закреплении режущей пластины
винтом
• смазывайте винты перед
сборкой инструмента
• убедитесь, что контактные
поверхности на державках,
адаптерах и станке чистые
и не имеют повреждений
• убедитесь в надежном
закреплении инструмента
• обеспечте максимальную
жесткость системы СПИД
• хорошо организованный и
контролируемый склад
инструмента поможет
снизить затраты
5АКРУ1К
Соготап*
Режущий инструмент
Резец Т-Мах 17
Резец (^-Си^для отрезки и обработки
канавок
8АИРУ1К
Соготап!
Режущий инструмент
Резец (}-Си1:для обработки канавок
(крепление винтом)
Резец С-Тоскдля нарезания
резьбы (крепление винтом)
Дисковая фреза СогоМШ 331
Торцевая фреза СогоМШ 290 для
обработки прямоугольных уступов
Торцевая фреза СогоМШ 200
Резец О-1оскдля нарезания
резьбы (крепление клином)
8АМРУ1К
Соготап!
Условные обозначения
Точение
От — Диаметр обработки, мм
Ус — Скорость резания, м/мин
П — Частота вращения шпинделя, об/мин
Эр — Глубина резания, мм
/п — Подача на оборот, мм
/пх — Радиальная подача, мм
/.д) — Длина обработки, мм
/а — Эффективная длина режущей кромки, мм
Рс — Мощность резания, кВт
кс — Удельная сила резания, Н/мм2
кг — Главный угол в плане,0
Ге — Радиус при вершине инструмента, мм
Т — Стойкость, мин
Ртах —Теоретическая высота микронеровностей, мкм
На — Шероховатость обработанной поверхности, мкм
18АМРУ1К1
[ |
Условные обозначения
Фрезерование
Ос — Диаметр фрезы, мм
Ус — Скорость резания, м/мин
П — Частота вращения шпинделя, об/мин
Яр — Глубина фрезерования, мм
ае — Ширина фрезерования, мм
2 — Число зубьев фрезы
/2 — Подача на зуб, мм
/п — Подача на оборот, мм
/ — Минутная подача, мм/мин
Ьтах ~ Максимальная толщина стружки, мм
11т — Средняя толщина стружки, мм
1-т — Длина обработки, мм
Рс — Мощность резания, кВт
кс — Удельная сила резания, Н/мм2
кг — Главный угол в плане, °
15АПРУ1К1